Taschenbuch für Fernmeldetechniker [9. Auflage. Reprint 2019] 9783486769340, 9783486769333

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Taschenbuch für

Fernmeidetechniker Von

Hermann G o e t s c h Oberingenieur

Mit 1222 Abbildungen im Text Neunte unveränderte Auflage

München und Berlin 1942

Verlag von R. Oldenbourg

Copyright 1925 und 1938 by R. Oldenbourg, München und Berlin Druck yon R . Oldenbourg, München P r i n t e d in Germany

Vorwort zur 8. Äuflage. Das Taschenbuch soll dem Studierenden immer ein nützlicher Ratgeber bei dem ersten Zurechtfinden in der Technik des Fernmeldewesens sein. Durch die Beschreibung einer Vielzahl von Geräten und Schaltungen sollen dem Leser möglichst alle Mittel und Methoden erläutert werden, die heute dem Ingenieur zum Aufbau von zweckmäßigen Fernmeldeanlagen zur Verfügung stehen. Das Taschenbuch ist stets bemüht, dem Studierenden einen jeweils kurzen Überblick über die Grundelemente der feinmechanischen Apparatetechnik, der Vermittlern gs-, der Leitungs- und der Meßtechnik zu geben. Das in den Fußnoten angezogene Schrifttum soll den weiteren Weg weisen; es ist deshalb angestrebt worden, nur leicht zugängliche Schriften anzuführen und unter diesen vornehmlich solche, die wiederum recht viele weitere Schrifttumshinweise enthalten und dabei oft einen Gesamtüberblick über den Stand der Technik eines Gebietes geben. Diese Gesichtspunkte waren auch bei der Bearbeitung der vorliegenden 8. Auflage des Taschenbuches maßgebend, die wieder zahlreiche Verbesserungen und Ergänzungen enthält. Einige Abschnitte mußten grundsätzlich umgearbeitet, andere, Veraltete gestrichen und einige neue hinzugefügt werden.

H. Goetsch.

1*

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IV

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Äuszug aus dem Vorwort zur 1. Auflage. Die leicht faßliche Form des Inhaltes wurde gewählt aus der Erwägung heraus, daß ein großer Teil der in der Fernmeldetechnik tätigen Ingenieure oder Techniker aus der Praxis hervorging und der Mehrzahl neben den beruflichen Pflichten keine Gelegenheit gegeben ist, aus der umfangreichen Fachliteratur das Wesentliche herauszuschälen und zu verwerten. Das vorliegende Taschenbuch soll eine Lücke in der FernmeldeLiteratur insofern ausfüllen, als es in knapper Form neben der Telegrafie und dem Fernsprechwesen fast alle Gebiete der Fernmeldetechnik umfaßt. Bei der Auswahl der Abbildungen ist nach Möglichkeit davon abgesehen worden, äußere Ansichten von Geräten zu bringen, da diese den Studierenden, der sich über die Praxis des Fernmeldewesens unterrichten will, sowie den Techniker oder Installateur zumeist weniger interessieren. Von Wichtigkeit ist vielmehr der schaltungstechnische Aufbau, der Grundgedanke des Gerätes. Durch diese auch in pädagogischer Hinsicht sorgfältig getroffene Auswahl der Abbildungen und die Kürze des Textes dürfte es wohl gelungen sein, den verfügbaren knappen Raum nutzbringend auszufüllen. Der Stoff ist außerdem so gegliedert worden, daß das Taschenbuch insbesondere dem Praktiker beim systematischen Studium auch als kurzgefaßtes Lehrbuch dienen kann. 1925.

H. Goetsch.

Inhaltsverzeichnis. Seite

Vorwort zur 8. Auflage und Auszug aus dem Vorwort zur I . Auflage I I I u. IV Einleitung 1

Erster Teil. I. T h e o r e t i s c h e G r u n d l a g e n a) Magnetismus b) Elektromagnetismus 1. Neutrale und gepolte Elektromagnete 2. Bifilare und differentiale Wicklungen c) Der elektrische Strom und die Gleichstromgesetze . 1. Die Grundeinheiten und das Ohmsche Gesetz . 2. Der elektrische Widerstand 3. Der Spannungsabfall . 4. Gesetze der Stromverzweigungen 5. Die Stromwärme d) Induktion 1. Selbstinduktion 2. Wirbelströme 3. Drosselspulen e) Der Wechselstrom f) Elektrostatik g) Kondensatoren h) Wechselstromkreis mit Selbstinduktion und Kapazität II. S t r o m q u e l l e n der F e r n m e l d e t e c h n i k a) Die primären oder galvanischen Elemente 1. Das Beutelelement 2. Das Trockenelement 3. Taschenlampenbatterien 4. Luftsauerstoffelement 5. Schaltungen von Elementen 6. Leistimg der Elemente 7. Berechnung der größten nutzbaren Stromstärke . b) Akkumulatoren oder Sammler 1. Der Blei-Akkumulator 2. Aufbau des Akkumulators 3. Spannung und Kapazität 4. Anwendung der verschiedenen Plattenarten . . . 5. Betrieb

2 5 6 7 8 8 10 16 18 19 19 23 25 25 26 30 31 33

36 37 38 38 39 41 41 43 44 47 48 49

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VI — Seite

6. Aufstellung der Batterien 7. Stahl-Zellen 8. Gegenzellen

51 54 56

c) Gleichrichter, Glimmröhren und Stromrichter 1. Elektrolytische Gleichrichter 2. Quecksilberdampf-Gleichrichter 3. Glühkathoden-Gleichrichter 4. Das Gümmrelais 5. Die Glimmlampe 6. Stromrichter 7. Trockengleichrichter 8. Umformer

57 58 63 64 65 68 70 73

d) Ladeeinrichtungen 1. Ladegeräte mit Glühkathoden-Gleichrichter . . . 2. Ladegeräte mit Trockengleichrichter 3. Trockengleichrichter für mittelbare Speisung aus dem Netz 4. Spannungsgleichhalter 5. Signalgerät für Ladeeinrichtungen 6. Pöhler-Schalter e) Wechselrichter und andere Wechselstromquellen 1. Wechselrichter und Umrichter 2. Polwechsler 3. Der Summer 4. Schwingungserzeuger nach dem Kippverfahren 5. Relaisunterbrecher 6. Klingeltransformatoren

. .

I I I . Anruf- und S i g n a l g e r ä t e a) Gleichstromwecker b) Wechselstromwecker c) Motorwecker d) Elektrische Hupen und Sirenen IV.

Relais a) Relais für Signalanlagen 1. Zeitrelais mit Hitzdrahtspulc 2. Zeitrelais mit Pendel 3. Zeitrelais mit Windfang 4. Zeitrelais mit Schrittschaltwerk 5. Relais mit Kupferdämpfung 6. Relais mit Trockengleichrichter 7. Relais für Summerströme 8. Frequenzrelais (Resonanzrelais) 9. Kleinrelais für Gleich- und W e c h s e l s t r o m . . . . 10. Das Flachrelais für Starkstrom 11. Das Fallklappenrelais

76 77 78 80 80 81 81 83 85 86 86 87 88 91 93 94

98 99 99 100 101 102 103 103 104 105 106

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VII

— Seite

12. Das Doppel-Fallklappenrelais 13. Relais mit Quecksilberkontakt 14. Relais mit Vakuumkontakt b) Relais für Telegrafenanlagen 1. Schnelltelegrafen-Relais 2. Gepoltes Dosenielais 3. Gepoltes Flachrelais ' 4. Neutrales Flachrelais 5. Das gepolte Siemens-Carpenter-Relais 6. Telegrafen-Modler c) Relais für Fernsprechanlagen 1. Relaisberechnung 2. Erwärmung der Relais 3. Das Phasenrelais für Wechselstrom 4. Kontaktveränderungen und Funkenlöschung 5. Relaisprüfgerät

108 109 109

111 113 114 IIB 116 118

. .

V. S t r o m k r e i s e und S c h a l t u n g e n

120 125 125 127 127 129

Zweiter Teil. Die Signaltechnik. I. K l i n g e l a n l a g e n a) Schaltungen b) Optische Anrufgeräte für Ruftafeln

133 134

c) Relais für Klingelanlagen

136

II. E l e k t r i s c h e L i c h t r u f a n l a g e n

137

III. E l e k t r i s c h e Wasserstand-Fernmelder a) Voll- oder Leermelder b) Voll- und Leermelder c) Melder für fortlaufende Anzeige mit Schwimmer . . d) Registriergerät für Wasserstand-Fernmelder . . . . e) Wasserstand-Fernmelder für Feinablesung f) Wasserstand-Fernmelder ohne Schwimmer g) Wasserstand-Femmeldeanlagen mit Relais-Betrieb . h) Wasserstand-Fernmeldeanlagen mit Wechselstromsystemen i) Wasserstand - Femmeldeanlagen: EinfachleitungsBetrieb k) Selbsttätige Pumpen-Fernsteuerungen 1) Leitungsführung und Batteriebemessung . . . . .

155 156 156

IV. W a s s e r m e s s e r m i t F e r n m e l d e e i n r i c h t u n g

. . .

158

.

161 163

V. E l e k t r i s c h e T e m p e r a t u r f e r n m e s s u n g a) Elektrische Widerstands-Fernthermometer b) Thermoelektrische Pyrometer

146 146 148 151 152 154 154 155

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VIII

— Seite

VI. E l e k t r i s c h e R a u m s c h u t z - u n d Kassensicherungsgeräte a ) Das Tresorpendel b ) Kassensicherungsapparat S y s t e m W . B l u t c ) Geräuschmeldeanlagen d ) Optischer Raumschutz

165 168 169 169

VII. Elektrische

Türverriegelung

172

VIII. Elektrische

Rauchgasprüfer

173

a ) C0 2 -Messung b ) CO-Messung IX. Elektrisches

173 174 Fernmessen

a ) Impulsfrequenzverfahren b ) Stromzeit-Impulsverfahren X. G e r ä t e zur A n z e i g e n - u n d

176 177 Befehlsübermittlung

a ) A n z e i g e - A p p a r a t e m i t sinnbildlicher Darstellung . b ) Signalgeräte f ü r besondere Z w e c k e 1. 2. 3. 4.

.

Elektrische Umdrehungsfernzeiger Elektrische W e n d e t a f e l n Leuchtwechselzahlen Schießstand-Fernanzeiger

XI. Elektrische

Fernsteueranlagen

XII. Verkehrssignalanlagen

XIV.

Straßenbahn-Signalanlagen

. . . . .

186 189 193 195 204

Eisenbahn-Signalanlagen a) b) c) d) e) f)

XV.

181 181 182 184 185

a ) Fernsteuerung m i t synchron umlaufenden V e r t e i l e r n b ) Fernsteuerung m i t W ä h l e r n c ) Fernüberwachungsanlagen

XIII. Elektrische

179

Elektrische Zugabrufer Elektrische Zugfolgeanzeiger Vorläute-Einrichtung Strecken-Läutewerke Selbsttätige W a r n l ä u t e w e r k e Registriergeräte zur Messung der Fahrgeschwindigkeit von Zügen

206 209 213 214 217 217

1. System Siemens & Halske 2. System W e t z e r

218 220

Eisenbahn-Blockanlagen 1. 2. 3. 4. 5. 6.

D i e Blockstrecke Der Blockapparat Das B l o c k f e l d Zusammenschaltung v o n A n f a n g - und E n d f e l d . Zugfahrt durch mehrere Blockstrecken D i e Blockabhängigkeit

.

.

224 225 226 230 230 231

—

IX

— Seite

7. 8. 9. 10. 11.

Die Hilfsklinke Der Verschlußwechsel Elektrische Signalflügelkuppelung Gleisstromkreise auf Bahnhöfen Der selbsttätige Streckenblock

232 233 233 235 236

XVI. G r u b e n s i g n a l a n l a g e n a) Wasserdichte Apparate b) Einfache Schachtsignalanlagen c) Streckensignalanlagen d) Optisch-akustische Signalanlagen e) Signaleinrichtung für Gefäß-Förderanlagen f) Torkontakte g) Leitungsanlagen in. Bergwerken

240 243 245 246 252 255 256

XVII. E l e k t r i s c h e F e u e r m e l d e a n l a g e n a) Einfache Feuermelder b) Das Zeigerapparatsystem c) Mannschaftsalarm d) Morse-Schaltung e) Morsesicherheitsschaltung f) Selbsttätige Feuermelder g) Gefahrmelder für Transformatoren h) Feuermelde- und Wächterkontrollapparat

258 260 265 266 266 270 274 275

XVIII. F e r n m e l d e a n l a g e n f ü r den L u f t s c h u t z

278

XIX. E l e k t r i s c h e U h r e n a n l a g e n a) Einführung b) Hauptuhren c) Betrieb von Nebenuhren d) Nebenuhrwerke e) Schaltungen von Uhrenanlagen f) Schlagwerke g) Nebenuhr als Turmuhr h) Die „Onogo-Uhr" i) Der selbsttätige Zeitansager k) Das Zeitsignal im Eisenbahnbetriebe 1) Synchronuhren

282 284 285 286 288 292 293 295 298 300 302

Dritter Teil. Die T e l e g r a f e n t e c h n i k . Einleitung I. S c h r e i b t e l e g r a f e n m i t s y m b o l i s c h e r S c h r i f t A. Morsetelegrafie a) Entwicklung b) Das Morsealphabet

306

312 313

—

X

—

Seite

c) Der Normalfarbschreiber d) Zubehörteile • 1. Morsetaste 2. Der Stromfeinzeiger 3. Blitzableiter e) Klopfer f) Selbstauslösung von Morsewerken g) Morsesätze h) Betriebsarten für Einfachstrom i) Morse-Direktschreiber und Lokalschreiber . . . . k) Übertragungsschaltungen 1) Morse-Telegrafie mit Doppelstrom m) Telegrafenumschalter ß. Schnellmorse-Telegrafre . . ' a) Wheatstone-Schnellmorse-Telegraf 1. Wheatstone-Locher 2. Wheatstone-Sender 3. Wheatstone-Empfänger b) Siemens-Schnellmorsegerät

313 316 316 316 317 318 318 319 320 322 323 324 326

-.

C. Apparate für Kabeltelegrafie a) Allgemeines b) Der Heberschreiber c) Der Undulator von Lauritzen d) Siemens-Drehspul-Schnellschreiber e) Siemens-Kabel-Sender

329 329 330 332 333 333 335 335 336 338 338 340

II. D r u c k t e l e g r a f e n ( T y p e n d r u c k e r ) A. Reihentelegraphen a) Der Hughes-Typendrucker b) Der Ferndrucker von Siemens & Halske . . . . c) Der Siemens-Schnelltelegraf

341 352 354

B. Wechselzeitige oder absatzweise Mehrfachtelegrafie . Der Baudot-Apparat

361 363

III. D i e F e r n s c h r e i b t e c h n i k A. Springschreiber und Fernschreiber a) Der Siemens-Tasten-Schnelltelegraf b) Der elektrische Fernschreiber c) Der mechanische Fernschreiber 1. Der Tastensender 2. Der Empfänger B. Vermittlungseinrichtungen und Hilfsapparate a) Selbsttätiger Ein- und Ausschalter b) Der Namengeber

370 371 374 380 381 386 392 3$4

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XI

— Seite

c) Vermittlungszentralen 1. Handbediente Fernsehreibzentralen 2. Rundschreib- und Konferenzschaltungen . . . 3. Fernschreibzentrale mit W ä h l e r b e t r i e b . . . . IV. A b t a s t - T e l e g r a f e n a) Die Siemens-Hell-Fernschreibtechnik Siemens-Hell-Feldfernschreiber b) Der Frequenz-Schreiber c) Die Bildtelegrafie

396 398 405 407 411 418 422 423

Vierter Teil. Die F e r n s p r e c h t e c h n i k . Einleitung I. E i n z e l a p p a r a t e f ü r F e r n s p r e c h s t e l l e n a) Fernhörer b) Mikrofone c) Direkte und indirekte Schaltung d) Übertrager und Abzweigspulen e) Drosselspulen f) Haken- und Gabelumschalter g) Induktoren h) Kondensatoren II. S c h a l t u n g e n v o n F e r n s p r e c h s t e l l e n III. L i n i e n w ä h l e r IV. E i n z e l t e i l e der Z e n t r a l e i n r i c h t u n g e n a) Anruforgane b) Schlußzeichen c) Klinken, Stöpsel und Schnüre V. Z e n t r a l e F e r n s p r e c h v e r m i t t l u n g s e i n r i c h t u n g e n a) Schnurloser Klappenschrank b) Drehschalterschränke c) Zentralumschalter mit Schnurverbindung VI. V i e l f a c h s c h a l t u n g e n u n d F e r n s p r e c h ä m t e r . . VII. S e l b s t t ä t i g e F e r n s p r e c h a n l a g e n Wähleranlagen a) Grundbegriffe b) Nummernschalter c) Wähler d) A-B-X-Schaltung mit Drehwählern e) Wählerzentrale für 100 Teilnehmeranschlüsse . . . f) A-B-X-Schaltung mit Hebdrehwählern g) Vorwähler h) Schleifensystem mit Vorwählern ohne Steuerschalter i) Tausender-System k) Schaltung eines Tausender-Systems 1) Zehn- und Hunderttausender-Systeme

430 433 436 440 441 442 442 446 450 457 463 466 466 471 472 474 479 488 490 492 498 500 501 505 508 512 515 520

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XII

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m) Anordnung der Vielfachfelder und Verbindungsleitungen in Wähleranlagen 1. Vollkommenes, geradliniges Bündel mit 10 Ausgängen 2. Gemischte Bündel 3. Doppelte Vorwahl

Seite

520 522 523 526

VIIL D i e N e b e n s t e l l e n t e c h n i k a) Die Fernsprechordnung 1. Gebühren 2. Querverbindungen und Grundstücksbezeichnung. 3. Verbindungsmöglichkeiten b) Nebenstellenanlagen mit Hausstellen c) Reihenanlagen 1. Reihenanlagen mit Druckknopf- oder Hebellinienwähler für den Innenverkehr 2. Reihenanlagen mit Wählereinrichtung für den Innenverkehr d) Parallelschaltanlagen e) Rückfrage-Einrichtungen f ) Zwischenstellen-Umschalter g) Handbediente Nebenstellen-Zentralumschalter . . . 1. Nebenstellenumschalter mit Schnurvermittlung . 2. Schnurloser Glühlampenschrank h) Wähler-Nebenstellenanlagen 1. Relaiszentralen 2. Drehwähler-Zentralen IX. F e r n s p r e c h n e t z e a) Allgemeines b) Verbindungsleitungen der Handämter c) Fernverkehr d) Netzgestaltung im Wählersystem e) Fernwahl 1. Gleichstromfernwahl 2. Wechselstromfernwahl 3. Stromstoßübertragung 4. Fernwahl mittels Tonfrequenz X. L i n i e n f e r n s p r e c h e r o d e r F e r n s p r e c h a n l a g e n m i t wahlweisem Anruf a) Einführung b) Zugmeldesystem c) Gleichstromsysteme mit Erde d) Wahlweiser Anruf nach dem Kurzschlußprinzip (Wechselstromwahl) e) Wahlanrufsystem mit Wechselstrom ohne Zentrale .

526 528 528 529 530

532 535 537 541 544 550 550 553 554 555 566 574 575 578 579 679 579 580 581 581

582 583 586 588 591

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XIII

— Seite

XI. F e r n s p r e c h a n l a g e n m i t Schutz g e g e n H o c h s p a n nung . . XII. Hochfrequenz-Übertragung nungsleitungen

über

594

Hochspan-

X I I I . L a u t f e r n s p r e c h e r und L a u t s p r e c h e r a n l a g e n a) Lautfernsprecher ohne Verstärker b) Lautsprecher und Großlautsprecher c) Mikrofone für Übertragungsanlagen 1. Das Kondensatormikrofon 2. Das Bandmikrofon 3. Das Kristallmikrofon

598 . .

XIV. Münzfernsprecher

603 603 605 606 606 609 609 610

Fünfter Teil. Die

Leitungstechnik.

I. F r e i l e i t u n g e n a) Bau der Freileitungen b) Leitungsdrähte für Freileitungen II. K a b e l a) Allgemeines b) Aufbau der Kabel 1. Fernsprechkabel 2. Breitbandkabel 3. Telegrafen- und Signalkabel 4. Zimmerleitungskabel, Systemkabel 5. Luftkabel c) Verlegung der Kabel 1. Verlegung von Kabeln mit blankem Bleimantel. 2. Verlegung bewehrter Kabel (Erdkabel) d) Kabelendverschlüsse

616 616 621 626 626 626 629 629 630 630 631 631 636 637

III. D r ä h t e und Schnüre a) Querschnitt und Widerstand von Leitungsdrähten . b) Gewicht und Widerstand von dünnen Kupferdrähten c) Leitungen nach VDE-Normen. Schnüre. Rohrdrähte

642 643 644

IV. T e l e g r a f e n - L e i t u n g s t e c h n i k

645

V. V o r g ä n g e auf T e l e g r a f e n l e i t u n g e n VI. F e r n s p r e c h - L e i t u n g s t e c h n i k VII. V o r g ä n g e auf

648 658

Fernsprechleitungen

a) Leitungskreuzungen b) Kabelverseilung c) Verzerrung und Dämpfung

663 666 666

— XIV

— Seite

VIII. V e r s t ä r k e r u n d a) b) c) d) e) f) g)

Verstärkerämter

Elektronenröhre Verstärker Elektronenröhre als Schwingungserzeuger . . . . . Elektronenröhre als Gleichrichter Fernsprechverstärker Zweidrahtverstärker Vierdrahtverstärker

675 682 685 685 686 688 690

IX. M e h r f a c h a u s n u t z u n g v o n L e i t u n g e n

691

X. K u n s t s c h a l t u n g e n i n d e r T e l e g r a f i e

694

a) b) c) d) e) f)

Gegenschreibschaltung für Einfachstrom Schaltungen für Doppelstrom Simultanschaltungen Unterlagerungstelegrafie Impulstelegrafie Telegrafie mit Trägerströmen

694 696 697 702 706 708

1. Tonfrequenztelegrafie 2. Teilnehmer-Tonfrequenz-Telegrafie 3. Mittelfrequenztelegrafie

709 710 712

' . . .

XI. K u n s t s c h a l t u n g e n i n F e r n s p r e c h l e i t u n g s n e t z e n a) Einleitung b) Trägerfrequenz-Telefonie über Freileitungen . . . . 1. 2. 3. 4.

E r System System M 2 /M 3 . . . System T 3 Pegelregelung

718 719 722 722

c) Trägerfrequenzsysteme für Fernkabelleitungen . . . 1. L-System 2. S-System 3. Breitbandsysteme

a) b) c) d) e) f)

723 723 724 724

d) Aufbau von Fernsprechverstärkern nach der Baukastenform XII. K u n s t s c h a l t u n g e n in d e r

712 717

725

Signaltechnik

Allgemeines Uhrenbetrieb Feuermelde- und Polizeimeldebetrieb Feuermeldung über ein Wähler-Fernsprechamt Zählerumschaltung Luftschutz-Warnanlage

. .

726 727 728 729 730 732

—

XV

— Seite

XIII. Beeinflussung von Fernmeldeleitungen Starkstromleitungen a) b) c) d) e)

Galvanische Beeinflussung Elektrostatische Beeinflussung Elektromagnetische Beeinflussung Rundfunkstörschutz Korrosionen

XIV. Schutzeinrichtungen Überspannungen a) b) c) d) e)

durch

gegen

Überstrom

732 733 734 735 736 und

Spannungsabieiter Stromsicherungen Die Grobfeinstromsicherung Sicherungseinrichtungen Knallgeräuschschutz

737 739 741 742 744

Sechster Teil. Montage

und

Überwachung.

I. Ausführung der Montagen II. Messungen

747 764

a) Meßgeräte für Montage und Abnahmeprüfungen . . Leitungsprüfer und Isolationsmesser

755 755

b) Elementprüfer c) Messung kleiner Wechselströme d) Messungen nach der Brückenmethode

756 757 757

1. Wheatstonesche Brücke 2. Kleine Meßbrücke für Gleich- und Wechselstrom . 3. Stöpselmeßbrücke für Widerstands- und Fehlerortsmessungen 4. Messung des Isolations- und Leitungswiderstandes an oberirdischen Leitungen

757 758 759 762

e) Grundsätzliches zu Wechselstrommessungen . . . .

763

f ) Wechselstrommessungen und Meßgeräte

765

Der Oszillograph

776

Sachverzeichnis

780

Einleitung. Die Fernmeldetechnik hat die Aufgabe, mit Hilfe der Wirkungen des elektrischen Stromes Signale von einer oder mehreren Geberstellen nach einer oder mehreren Empfangsstellen, die örtlich voneinander getrennt sind, zu übertragen. Um die Vorgänge in Fernmeldeanlagen grundsätzlich zu begreifen, ist es erforderlich, die Wirkungen des elektrischen Stromes und des Magnetismus näher zu untersuchen und die Gesetzmäßigkeiten, die diesen Naturerscheinungen zugrunde liegen, soweit sie in Fernmeldeanlagen Anwendung finden, sich einzuprägen. Ferner ist es erforderlich, die Geräte, welche zur Erzeugung von elektrischen Strömen dienen, sowie Apparate, die diese Ströme und deren Wirkungen in der Fernmeldetechnik dienstbar zu machen gestatten, im Prinzip kennenzulernen. Die Verbindung von Stromquellen mit Apparaten, die zur Wahrnehmbarmachung der Stromwirkungen dienen, wird als Schaltung bezeichnet. Der Fernmeldetechniker muß mit allen Teilen einer Schaltung: der Stromquelle, den Apparaten zur Wahrnehmbarmachung der Strom Wirkungen, den Verbindungsleitungen und den Nebenapparaten, vollständig vertraut sein, um in der. Lage zu sein, derartige Anlagen zu bauen, zu überwachen und Störungen in allen Teilen zu finden und zu beseitigen. Da die Wahrnehmbarmachung des elektrischen Stromes meistens durch dessen elektromagnetische Wirkungen geschieht, sollen an erster Stelle die Erscheinungen des Magnetismus und Elektromagnetismus kurz erläutert werden.

G o e t s c h , Taschenbuch 9.

2

Erster Teil. I. Theoretische Grundlagen. a) M a g n e t i s m u s . Permanente1) Magnete (Dauermagnete) werden meistens in Staboder Hufeisenform hergestellt. Magnetische Eigenschaften zeigt nur Eisen bzw. Stahl (Legierungen mit Eisengehalt). Die geringe Magnetisierbarkeit anderer Metalle hat zur Zeit nur physikalisches Interesse. Permanente Magnete sind magnetisierter Stahl2). Weiches Eisen verliert sofort nach Aufhören der magnetisierenden Kraft seine Eigenschaft als Magnet fast restlos. Jeder Magnet hat einen Nord- und einen Südpol, die in der Nähe der Enden liegen. Erfahrungsregel: Gleichnamige Pole stoßen sich ab, ungleichnamige ziehen sich an. Man nimmt an, daß ein Magnet in seiner Umgebung ein sog. magnetisches Feld3) erzeugt und dauernd unterhält, und versteht darunter den Raum, innerhalb dessen der Magnet in merkbarer Weise magnetische Wirkungen äußert. Das VV\ »i Tr Feld hat an jeder Stelle bestimmte Stärke und Richtung, was durch sog. Kraftlinien dargestellt wird. In Abb. 1 ist ein Magnet M der Übersichtlichkeit halber mit nur einigen Kraftlinien dargestellt. Die Kraftlinien treten stets am Nordpol N praktisch senkV recht zu den Magnetflächen aus und am Südpol S senkff' recht ein. Die Dichte der Kraftlinien bezeichnet man als Feldstärke. Verlaufen Kraftlinien parallel und je s Flächeneinheit in gleicher Zahl, so nennt man das Ä Feld homogen, d. h. gleichmäßig. Bringt man in das Feld des Dauermagneten M ein Stück weiches Eisen m, so wird dieses unter der Abb. 1. Wirkung des Kraftflusses ebenfalls zu einem Magneten, aber nur so lange, wie es der Wirkung dieses Feldes ausgesetzt ist. Diese Wirkung des Dauermagneten bezeichnet man als magnetische Induktion. Zur Erklärung der magnetischen Induktion nimmt man an, daß im Eisen oder Stahl, sofern diese noch keine magnetischen Eigenschaften aufweisen, die einzelnen Elementarteilchen des Stoffes, auch Moleküle ') P i e c k , V. Permanent-Magnete in Theorie und Praxis. Telegr.Fernspr.-Teehn. 10, 1921, 14. — W ü r s c h m i d t , J. Was wird vom Dauermagnet verlangt? Elektr. Nachr.-Teclin. 10, 1925, 20—26. ') K u ß m a n n , A., Stand der Forschung ferromagnetischer Werkstoffe. Arch. Elektrotechn. 29, 1935, 297—332. Neue Werkstoffe f. Dauermagnete. Z. VDI. 79, 1935, 1171 —73. ") K u ß m a n n , A., Permanent-magnetisches Feld. ETZ 48, 1937, 511

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3

—

genannt, winzig kleine Magnete darstellen, die ganz regellos gelagert sind (Abb. 2). Erst durch Einwirkung der magnetisierenden Kraft werden die Teilchen geordnet (Abb. 3), so daß alle gleichnamigen Pole sich gegenseitig unterstützen, nach der gleichen Richtung weisen und nach außen die Wirkung von Magneten hervorbringen. Zerbricht man einen Magneten in zwei Teile, so erhält man zwei Magnete mit je einem Südund einem Nordpol. Zwei mit ungleichnamigen Polen aneinandergefügte Magnete ergeben einen Magneten,jnit einem Süd- und einem Nordpol cm cm Cm 'M

cm am m cm cm LT» cm CB • cm cm

CB CB CB C~B • rm CB'CB cm CB ES cm

: • •

•

OB CB CB CB

•

cm u m CB

Abb. 3.

an den Enden. Legt man zwei Magnete mit den gleichnamigen Polen aneinander (Abb. 4), so erhält man einen Magneten mit zwei gleichnamigen Polen an den Enden und einem gemeinsamen Pol an der Stelle, wo die Magnete zusammengefügt sind*). Die Kraft, mit der der Magnet (Abb. 1) das Stück Eisen m, das durch Induktion nun auch zum Magneten geworden ist, anzieht, kann nach einem experimentell //'¿Fx\ gefundenen, später theoretisch begründeten Gesetz be- I i \ \ rechnet werden. Nach diesem Gesetz ist die Kraft proportional dem Produkt der aufeinanderwirkenden magnetischen Mengen M und m und umgekehrt proportional dem Quadrat der Entfernung: Kraft =

M-,

B

Vi Abb. 4

wenn r die Entfernung bedeutet. Diesem Gesetz sei nur entnommen, daß 'die Kraft der Anziehung bzw. Abstoßung umgekehrt mit dem Quadrat der Entfernung wächst bzw. abnimmt. Wird die Entfernung beispielsweise auf die Hälfte verringert, so wächst die Kraft auf das 2 x 2fache, d. h. auf das Vierfache; wird die Entfernung auf den dritten Teil verringert, so wächst die Kraft auf das 3 x 3 fache, d. h. auf das Neunfache des ursprünglichen Wertes usw. Aus Abb. 1 ist noch zu ersehen, daß ein Stück Eisen im Feld eines Magneten so induziert wird, daß dem Südpol immer ein Nordpol gegenüberliegt und umgekehrt, Eisen hat die größte Durchlässigkeit für magnetische Kraftlinien. Infolgedessen bevorzugen die Kraftlinien den Weg durch das Eisen. Die Kraftlinien werden im Eisen gewissermaßen verdichtet. Das Verhältnis der Kraftliniendichte im Eisen zu der in der Luft dient als Maß für die magnetische D u r c h l ä s s i g k e i t oder P e r m e a b i l i t ä t 1 ) des Eisens. Bezeichnet man die Anzahl Kraftlinien je Quadratzentimeter in der Luft *) Diese A n o r d n u n g ist als M a g n e t s y s t e m bei einigen gepolten Weckern v e r w e n d e t worden. ') v. A u w e r s , Anfangspermeabilität wichtiger Legierungen. Helios F. L p z . 33, 1927, 67—71. 2 *

4

—

und im Eisen mit H bzw. B, so ist die Permeabilität ¡i = — oder B 11 = n • H. Die Kraftliniendichte B im Eisen bezeichnet man auch kurz als Induktion und H als magnetisierende Kraft. Nimmt man ein Stück unmagnetisches Eisen bzw. Stahl und unterwirft dieses einer magnetisierenden Kraft, indem man H von dem Werte 0 (Abb. 6) bis zu einer gewissen Stärke h steigert, so wächst die Kraftliniendichte (Induktion) B im Eisen oder Stahl von 0 bis zu einem Wert 0 — m. Das Anwachsen von B geht bei der ersten Magnetisierung nach der sog. jungfräulichen Magnetisierungskurve 0 — a vor sich. Beim Abnehmen der magnetisierenden Kraft von h bis auf 0 zurück findet die Abnahme von B nicht in demselben Verhältnis zu H statt, wie beim Anstieg, sondern viel langsamer. Es erreicht B bei H = 0 nicht ebenfalls den Wert 0, sondern den Wert b. Dieser Rest 0 — 6 wird als Remanenz bezeichnet. Die Remanenz ist um so größer, je härter der Stahl ist. Weiches, ausgeglühtes Eisen hat ver hältnismäßig wenig Remanenz und wird deshalb für Relaiskerne und Elektromagnete verwendet. Magnetisiert man nun dasselbe Eisen mit einer entgegengesetzt gerichteten magnetisierenden Kraft (—H), so wird B — 0, nachdem —H den Wert c erreicht hat. Bei weiterer Vergrößerung von — II bis zum Werte — H = i steigt — B nach der Linie c — d bis zum Werte n. Geht daraufhin — I I auf 0 zurück, so verbleibt wiederum der remanente Magnetismus 0 — e. Die schleifenartige Kurve schließt sich von e über / nach a, wenn H von 0 bis 0 — h im positiven Sinne gesteigert wird. Jede Ummagnetisierung verursacht (bei Transformatoren, Induktionsspulen) Energieverluste, die als Hystereseverluste bezeichnet werden und um so größer sind, je breiter die Hystereseschleife a — 6 — c — d — e — / bei c — / ist. Bei weichem Eisen kann der Hystereseverlust noch dadurch verringert werden, daß man dem Eisen etwa 4 vH Silizium beimengt. Dauermagnete dürfen nicht geklopft oder stark erschüttert werden, weil sie hierdurch an Stärke verlieren. Gewaltsames Ankerabreißen wirkt nicht immer schädlich auf den Dauermagneten. Bringt man einen Dauermagneten zum Glühen, so verliert er seine magnetischen Eigenschaften vollständig. Werden Dauermagnete längere Zeit gelagert, so ist der magnetische Kreis nach Möglichkeit durch einen Eisenanker zu schließen. Der für Dauermagnete verwendete Stahl1) wird mit verschieG o s s e l i n , J. II., Verbesserung der im Telegrafen- und Fernsprechwesen verwendeten Elektromagnete. Telegr.-Fernspr.-Techn. 14, 1925, 199. — J e l l i g h a u s , W., Neue Legierngen mit hoher Koerzitivkraft. Z. teehn. P h y s . 17, 1936, 33—36.

denen Stoffen (Chrom, Cobalt, Nickel, Wolfram) legiert, wodurch der Stahl mehr remanenten Magnetismus behält. Die Kraft des Stahles, remanenten Magnetismus zu halten, nennt man K o e r z i t i v k r a f t (Strecke 0 — c bzw. 0 — / ; Abb. 5). Folgende Zahlentafel gibt einige Durchschnittswerte für verschiedene Eisen- und Stahlsorten. Der Energieinhalt oder das Leistungsvermögen eines Dauermagneten wird bestimmt durch den Flächeninhalt der Hystereseschleife. Der Flächeninhalt ist bedingt durch die Größe der Koerzitivkraft und die Größe der Remanenz. Das Produkt wird deshalb auch als Güteziffer bezeichnet. Nachstehender Tafel sind die Zahlenwerte der für Dauermagnete verwendeten Stähle zu entnehmen. Remanenz

BR

Gauß max. etwa Wolfram-Stahl . . . Chrom-Stahl . . . . Cobalt-Stahl ( l O v H ) Cobalt-Stahl ( 1 5 v H ) Cobalt-Stahl (35 v H )

KoerzitivKraft

Hc

Energieinhalt B - H , „ « Erg 8n cm'

Permeabilität

Oersted

min. max. min. m a x . min. e t w a e t w a etwa etwa e t w a

11300 10200 11000 10000 9000 7500 9000 7500 9500 8000

67 63 165 195 275

59 57 145 175 245

145 146 86,6 73,3 70,5

139 140,5 67,4 63 61

max. etwa

min. etwa

13500 12250 24000 28000 43000

11500 10750 20000 23000 34000

Cobalt-Magnetstähle (auch Stähle mit 35 vH Co) lassen sich durch Aluminium-Magnetstähle ersetzen (s. Fußnote 2) auf S. 2).

b) E l e k t r o m a g n e t i s m u s . Fließt durch einen Draht ein elektrischer Strom*), so ist der Draht ebenfalls von einem magnetischen Feld umgeben, als Folge des Stromdurchgangs. Die Kraftlinien 1 dieses elektromagnetischen Feldes ver-

ä i

A b b . 6.

A b b . 7.

Abb. 8.

laufen konzentrisch um den Leiter L (Abb. 6). Nord- und Südpole sind nicht vorhanden. Zwei parallel verlaufende Leiter ziehen einander an, wenn der Strom in den Leitern in gleicher Richtung fließt (Abb. 7 a). Die Leiter stoßen sich ab, wenn der Strom in verschiedenen Richtungen fließt (Abb. 7 b). Wird ein stromdurchflossener Leiter zu einer Spule (Abb. 8) zusammengerollt, so verlaufen die magnetischen Kraftlinien *) Siebe Seite 8

axial durch die Spule. Wird in diese Spule ein Eisenstab aus weichem Eisen eingeführt, so durchfließen die Kraftlinien den Stab, und dieser wird zu einem Magneten, den man seiner Entstehungsursache nach Elektromagnet nennt. Der Stab verliert seine magnetischen Eigenschaften, sobald der Strom zu fließen aufhört, denn mit dem Strom verschwindet auch das elektromagnetische Feld. Führt man ein Stück Stahl in eine stromdurchflossene Spule ein, so wird der Stahl magnetisiert und bleibt magnetisch. Auf diese Weise können kräftige Dauermagnete hergestellt werden. Die Elektromagnete sind in der Wirkung viel kräftiger als Dauermagnete, denn durch größere Stromstärken oder durch eine größere Anzahl Windungen kann der Magnetismus verstärkt werden bis zu einer gewissen Grenze, die Sättigungsgrenze. (Siehe Magnetisierungskurven Abb. 5 u. 34.) Um die Pole des Elektromagneten zu bestimmen, hat man verschiedene Regeln aufgestellt. Man denkt sich beispielsweise den Eisenstab als Schraube oder Korkzieher mit Rechtsgewinde (Abb. 9) und dreht ihn in der Stromrichtung (a), dann gibt die axiale Bewegung (d. h. vorwärts oder rückwärts) die Richtung des magnetischen Kraftflusses (6) an. Da die Kraftlinien immer am Nordpol des Magneten austreten, ist hierdurch auch die Polarität bestimmt. Ein Stück Eisen 1, welches im Bereiche der Kraftlinien eines Magneten oder Elektromagneten 2 (Abb. 10) so angebracht ist, daß 1 von 2 angezogen werden kann, nennt man einen Anker.

Abb. 9.

Abb. 10.

1. Gewöhnliche (neutrale) und gepolte Elektromagnete. Beim gewöhnlichen Elektromagneten (Abb. lfl) ist der Kern aus weichem Eisen, die anziehende Wirkung auf den Anker rührt lediglich vom Felde des die Spule durchfließenden Stromes her, wobei es nicht darauf ankommt, in welcher Richtung die Spule vom Strom durchflössen wird 1 ). Eine Anziehung des Ankers findet bei 1 v Durchgang eines Stromes hin4 reichender Stärke immer statt. N -VWA- Ein gepolter Elektromagnet entsteht, wenn einem ursprünglich neutralen Elektromagneten 2 Abb. 11. (Abb. 11) mit dem Anker 1 ein Dauermagnet 3 so zugeordnet wird, daß die Kraftlinien des permanenten Magneten über den Kern des Elektromagneten verlaufen und diesen magnetisieren. Mittels der Gegenkraft einer Feder 4 kann der Anker 1

M//fnjr

') R i n k e l , R., Das magnetische Feld von Spulen. Z. leclin. Phvs. 0, 1925, 27—35.

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7

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so eingestellt werden, daß eine Anziehung nicht stattfindet, solange der Elektromagnet 2 nur von dem Dauermagneten 3 magnetisiert wird. Der Anker kann nur angezogen werden, wenn der Elektromagnet vom elektrischen Strom bestimmter Richtung erregt wird, und zwar bei einer solchen Stromrichtung, die ein Feld erzeugt, welches dem Feld des Dauermagneten gleichgerichtet ist. Geht der Strom in entgegengesetzter Richtung durch die Wicklung des Elektromagneten, so entsteht eine Schwächung des vom Dauermagneten herrührenden Feldes; eine Ankeranziehung kann nicht stattfinden. Damit die Anker nicht kleben bleiben, werden sie mit einem Klebestift aus nichtmagnetischem Metall versehen. Einen Elektromagneten, der nur auf einbestimmte Stromrichtung anspricht, nennt man gepolt. Ist der Kern des Elektromagneten 2 (Abb. 12) hufeisenförmig und der Dauermagnet 3 polt das System so, daß die Kraft, linien des Magneten 3 sich auf beide Schenkel gleichmäßig verteilen, so wird bei Stromdurchgang durch die Wicklung des Elektromagneten der Magnetismus des einen Schenkels verstärkt, der des anderen geschwächt. Es weist je nach der Richtung des Stromes der eine oder der andere Schenkel stärkeren Magnetismus auf. Ein vor den Polen des hufeisenförmigen ElektroAbb. 12. magneten gelagerter, um die Achse 4 drehbarer Anker 1 gerät in pendelnde Bewegung, wenn Strom wechselnder Richtung durch die Elektromagnetwicklung geht. Diese Anordnung wird bei gepolten Wechselstromweckern verwendet; siehe auch Abschnitt Wechselstromwecker. 2 . Bifilare und differentiale W i c k l u n g e n . Durchfließt ein Strom eine Spulenwicklung (Abb. 13) von 1 nach 2, von 2 nach 4 und von 4 zurück nach 3, so wird der Kern 5 nicht magnetisiert, wenn die Windungszahlen in dem einen und dem anderen Sinne gleich sind. Da die magnetisierende Kraft der ersten Wicklung l*—2, der der zweiten Wicklung 4—3 nach der Korkzieherregel entgegengesetzt gerichtet ist, heben sich bei gleicher Windungszahl die Kräfte auf. Eine Wicklung, bei welcher die zwei Drähte für die Hinund Rückleitung des Stromes nebeneinander verlaufen, bezeichnet man als b i f i l a r .

* 2

3 t

Abb. 13.

2

1

3

i\w\y\V S

Abb. 14.

6

Die D i f f e r e n t i a l w i c k l u n g ist durch Abb. 14 erläutert. Wenn beispielsweise die aus zwei vollständig gleichen Teilen 6 und 6 bestehende Wicklung von 2 nach 3 oder umgekehrt vom elektrischen

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8

—

Strom durchflössen wird, so wird der Kern 4 einmal in der einen und dann in der anderen Richtung magnetisiert. Geht der Strom jedoch bei 1 in die Wicklung hinein, so teilt er sich zu je zwei gleichen Hälften über 6 und 6 nach 2 bzw. 3, und es findet keine Magnetisierung des Kernes 4 statt. In Abb. 15 ist ein Elektromagnet mit einem Anker 2 dargestellt, der als Dauermagnet ausgebildet ist. Geht durch Wicklung 1 Strom abwechselnder Richtung, so werden die Pole 3 und 4 abwechselnd Süd- bzw. Nordpol sein; der Anker wird, um 5 drehbar gelagert, zwischen 3 und 4 hin und her pendeln.

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3

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-2

leif-

S A b b . 15.

A b b . 16.

c) D e r e l e k t r i s c h e S t r o m und die G l e i c h s t r o m gesetze. Die Bewegung, das Fließen der elektrischen Energie in einem Leiter bezeichnet man als elektrischen Strom. Man unterscheidet grundsätzlich Gleichstrom, der in gleichbleibender Stärke und gleicher Richtung fließt, von Wechselstrom, der in gleichen Zeitabschnitten, meistens Bruchteilen einer Sekunde, seine Richtung wechselt und innerhalb jedes Zeitabschnittes seine Stärke nach einer bestimmten Gesetzmäßigkeit ändert. Der Gleichstrom kann, als Funktion der Zeit, durch eine gerade Linie 1—2 (Abb. 16) parallel zur Nullinie 0—0 dargestellt werden. Wird die Richtung des Gleichstromes umgekehrt, so kann letzterer durch Linie 3—4 dargestellt werden, die wiederum parallel zur sog. Abszissenachse 0—0 verläuft. 1. Die Grundeinheiten und das Ohmsche Gesetz. Die Elektrizität hat weder Gewicht noch Ausdehnung und kann somit nur an den Wirkungen, die ein Strom ausübt, gemessen werden. Als Stromeinheit wird das Ampere (A) angenommen. Ein Ampere ist diejenige Stromstärke, die beim Durchgang durch eine Silbernitratlösung in einer Sekunde 0,001118 g Silber niederschlägt. 1 Milliampere (mA) = Viooo Ampere. Wenn durch eine Röhre Wasser fließt, so wird die Wasserstromstärke von dem Druck abhängen, mit welchem das Wasser durch die Röhre gedrückt wird. Ist der Druck stärker, so ist bei gleicher Rohrweite auch die Wasserstromstärke größer. Dieselben Verhältnisse liegen auch beim elektrischen Strom vor, nur mit dem Unterschied, daß bei der Wasserströmung der Widerstand von dem Rohrdurchmesser, d. h. der lichten Weite und Beschaffenheit der inneren Rohrwandungen ab-

hängt, bei elektrischer Strömung außer dem Durchmesser auch noch das Material des Leiters eine Rolle spielt. Der Druck bei Wasserströmung wird in Meter-Wassersäule gemessen oder in Kilogramm je Quadratzentimeter. 10 m Wassersäule entsprechen einem Druck von 1 kg je Quadratzentimeter, auch Atmosphäre genannt. Der Druck bei elektrischer Strömung wird in Volt gemessen, der elektrische Widerstand in Ohm (ß)*). Die Grundeinheiten der strömenden Elektrizität sind somit A m p e r e , Volt, Ohm. Der in Ohm gemessene elektrische Widerstand entspricht dem Reibungswiderstand des Wassers in der Röhre und bedingt einen Spannungsverlust in Volt, ebenso wie der Reibungswiderstand der Röhre bei Wasserströmung einen Verlust in der Strömungsgeschwindigkeit des Wassers verursacht. Je größer Stromstärke und Widerstand, um so größer der Spannungsverlust. Wir können sagen Volt = Ohm x Ampere. Bezeichnet man die Anzahl Volt mit U, die Anzahl Ohm mit R und die Anzahl Ampere mit I, so kann man schreiben: V = R • I oder I = U : R oder R = U : I. Dieses sind die drei Formen des Grundgesetzes (Ohmsches Gesetz) der strömenden Elektrizität. Die Elektrizitätsmenge, die einen Leiter durchfließt, wird in Coulomb (Q) gemessen, und es stellt ein Coulomb diejenige Elektrizitätsmenge dar, die in 1 Sekunde den Leiter durchfließt, wenn die Stromstärke 1 Ampere beträgt. (Die Wassermenge, die eine Röhre durchfließt, wird in Liter gemessen.) 1 Coulomb ist somit 1 Ampere x 1 Sekunde = 1 Amperesekunde. Fließt in einem Leiter ein Strom von 10 Ampere während 1 Stunde = 60 x 60 Sekunden, so haben den Leiter 10 x 60 x 60 = 36000 Coulomb durchströmt; bei 1 Ampere und 1 Stunde, d.h. 1 Amperes t u n d e (Ah) wären es 3600 Coulomb. Beispiel: Ein Mikrofon mit 30 Ohm Widerstand wird an eine Batterie, bestehend aus zwei hintereinander geschalteten Trockenelementen, gelegt, d. h. an eine Spannung von ä x 1,6 Volt = 3 Volt. Welcher Strom geht durch das Mikrofon? Nach dem Ohmschen Gesetz ist I = U : R; oder I = 3 : 30 = 0,1 Ampere = 100 Milliampere. Beispiel: An eine Spannung von 6 Volt soll ein solcher Widerstand gelegt werden, daß die Stromstärke 5 Milliampere beträgt. 5 Milliampere = 0,005 Ampere. Nach der Formel 3 (oben) ist der Widerstand R = U : I = 6 : 0,005 = 6 : - J - = 6 ' 1CQ°° = 1200 Ohm. 1UOU 0 Beispiel: In einem Stromkreise sind ein Mikrofon von 300 Ohm Widerstand und eine Leitung von 100 Ohm eingeschaltet. Wie groß *) Das Ohm ist gleich dem Widerstand einer Quecksilbersäule von 106,3 cm Länge bei 0" Cels., einem Gewicht von 14.4521 g und 1 mm" Querschnitt.

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10

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muß die Spannung sein, damit das Mikrofon von 60 Milliampere durchflössen wird ? Es sind 60 Milliampere = 0,060 Ampere. Nach der Formel 1 (oben) ist j j = R • I = (300 + 100) • 0,06 = 400 • 0,06 = 24 Volt. 2. Der elektrische Widerstand. Bei Drähten, die als Stromleiter Verwendung finden, ist der Widerstand um so größer, je länger und dünner der Draht ist. Auch ist, wie bereits erwähnt, der Widerstand abhängig vom Material des Drahtes. Mathematisch ausgedrückt ist Widerstand =

Länge ^ Materialkonstante Querschnitt

Die kleinste Materialkonstante hat Silber, an zweiter Stelle steht Kupfer. Diese Konstante o wird als „spezifischer Widerstand" bezeichnet. In nachstehender Zahlentafel sind die Materialkonstanten einiger Metalle und Mischmetalle angegeben1). Der Widerstand eines Drahtes ändert sich auch mit der Temperatur (siehe Temperaturkoeffizient a). Als Temperaturkoeffizient wird die Zunahme bzw. Abnahme des Widerstandes (je 1° C) mit der Temperatur bezeichnet. Metalle haben einen positiven Temperaturkoeffizienten, d. h. der Widerstand wächst mit der Temperatur. Kohle hat einen negativen Temperaturkoeffizienten.*) Hat ein Metall, z. B. ein Draht aus Eisen bei 15° C einen Widerstand von 5 Ohm, so hat er bei 50° C einen Widerstand von i?50 = i? 1 6 -(l + ai), wobei t die Temperaturerhöhung, im vorliegenden Fall 50° —15° = 35, bedeutet. Für Eisen ist der Tabelle für a der Wert 0,0047 zu entnehmen. Es ist also: i?60 = 5 (1 + a • t) = 5 (1 + 0,0047 • 35) = 5 (1 + 0,164) = 5 + 0,820 = 5,820 Ohm. Der reziproke (oder umgekehrte) Wert des Widerstandes istdie Leitfähigkeit. Die Einheit der Leitfähigkeit ist 1 Siemens (S). Ist der Widerstand 0,1 Ohm, so beträgt die Leitfähigkeit 1 : 0,1 = 10 Siemens. 5 Ohm entsprechen einer Leitfähigkeit von 1 : 5 = -- = 0,2 Siemens. j Beispiel: Wie groß ist der Widerstand R1 von 1 m Draht, wenn 150 m einen Widerstand R2 von 2 Ohm haben ? Der Widerstand von 1 m ist der 150. Teil des Widerstandes vom ganzen Draht, St = R2:150 = 2 : 150 = l / 7 6 Ohm. ') K l e i n , 0., Beiträge zur K e n n t n i s von Widerstandsmaierialien. E T Z 45, 1924, 300 — 302. — S c h u l z e , A., Elektrische Widerstandsmaterialien. Helios F . Lpz. 39, 1933, 173—74. *) "Ober negative Widerstände s. Seite 14.

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11

—

Spezifischer Widerstand und Temperaturkoeffizient von einigen Metallen. Temperaturkoeffizient a

Spezifischer Widerstand (*

Stoff

Ohm Aluminium gewalzt Blei Eisenblech . . . . Eisendraht (mittel) K u p i e r (gut) . . . » (Leitungs-) Nickel Platin Quecksilber. . . . Silber, weich . . . Stahldraht . . . . Zink

min 1 in

bez. auf 15 0 C

sei 2 0 ° C 0 , 0 0 3 7 0,031 » 15° C 0,0037 0,20 » 15° C 0,0046 0,13 » 20° C 0,0047 0,143 0,01724 » 20° C 0,00393 0 , 0 1 7 8 4 i> 2 0 C 0 , 0 0 3 8 1 » 15 C 0 , 0 0 4 2 0,10 0,094 » 1 5 ' C 0,00235 » 15 c 0,000873 0,9532 » 15 c 0 , 0 0 3 6 0,0158 0,172 » 1 5 ' c 0,0052 » 2 0 ( c 0,0039 0,0625

Spez. Gew.

Leitfähigkeit m Ohm • mm 1

kg dm 3

32,3 5,0 7,7 7,0 58 56,1 10 10,7 1,049 63,5 5,8 16,0

2,70 11,37 7,86 7,65 8,89 8,89 8,9 21,5 13,55 10,55 7,9 7,2

Spezifischer Widerstand und Temperaturkoeffizient von Mischmetallen. Aluminiumbronze : (Cu u. 5 % AI) .

0,13

bei 1 5 ° C

0 , 0 0 0 5 bis 0,001

0 , 0 0 0 5 bis » 15° C (Cu u. 1 0 % A I ) . 0 , 2 9 0,001 0 , 0 8 5 » 1 5 ° C 0 , 0 0 1 2 bis Messingdraht: 0,002 (30°/oZn) . . . —0,065 » 15° C Resistin (Cu-Mn)

.

Manganin: (Cu-Ni-Mn)

0,51

» 15° C

0,42

» 15° C

0,43

» 15° C

K o n s t a n t a n (Cu-Ni) 0 , 4 8 8

» 15° C

0,41} 0,43/ Nickelin (Cu-Ni-Zn) 0 , 4 0 Rheotan (Cu-Ni-Zn) 0 , 4 7

» » » »

Nickelin I ( C u - N i ) .

Kruppin (Fe-Ni)

. 0,85 bis! 0;86 \*

15° 15° 15° 15°

C C C C

T 2,0

7 , 5 bis 3 , 5

8,4

3,5

7,65

12 bis 15

8,3

X

1,97

— 3,0 X 10~6 bis — 8 , 0

2,35

8,43

2,35

8,43

•— 5 , 0 X 10-6

2,05

'8,8

IO"8

xio- 6

Jo,000020

0,00022 0,00023' f 0,00073 bis 90° C [ 0,00069

J

2,4

8,88

2,5 2,1

8,75 8,55

1,17

8,09

B e i s p i e l : E t w a 4 5 m D r a h t von 1 mm Durchmesser ( 0 , 7 8 5 m m 2 Querschnitt) haben einen Widerstand von 1 O h m * ) , wie groß ist der *) Man merke sich diese Größenordnung: Kupferdraht 1 mm 4>, 1 Ohm 45 m, versäume jedoch nicht in Rechnungen den Querschnitt an Stelle des Durchmessers einzusetzen.

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12

—

Widerstand eines Drahtes gleicher Länge und gleichen Materials bei 0,6 mm Durchmesser ( = 0,283 mm 2 Querschnitt)? Nach der Formel auf S. 10 ist der Widerstand R umgekehrt proportional dem Querschnitt q. Die Widerstände zweier Drähte vom Querschnitt q1 und q2 verhalten sich bei gleichem Material ( q ) und gleicher Länge l wie:

= h'lT (wobei 4 = 0,18; 6 = 1,87-103). Die negativen Widerstände dienen bei Fernmeldegeräten zur Unterdrückung hoher Einschaltstromstöße, insbesondere in Verbindung mit einem Eisen-Wasserstoff-Widerstand. Die Anwendung der negativen Widerstände in der Fernmeldetechnik ist noch gering. Größere Beachtung verdient der erwähnte Eisen-WasserstoffWiderstand, der in der Fernmeldetechnik für die Regelung kleiner Stromstärken (insb. in der Verstärkertechnik, s. d.) angewendet wird. Der Eisen-Wasserstoff-Widerstand ist ein Eisendraht, der wie ein Glühlampendraht in einer mit Wasserstoff von bestimmtem Druck gefüllten Röhre, Abb. 22, angeordnet ist. Wird dieser Widerstand

—

15

—

mit einem Fernmeldegerät an eine in bestimmten Grenzen veränderliche Spannung gelegt, so vermag er die an dem Gerät liegende Spannung konstant zu halten. Bei steigender Spannung wächst zunächst

Abb. 22.

Abb. 23.

auch der Strom, der den Eisendraht erwärmt und dadurch den Widerstand des Drahtes erhöht. Infolgedessen erhöht sich aber auch der im Eisendraht auftretende Spannungsabfall. Durch geeignete Bemessung des Drahtes und des Gasdruckes in der Röhre läßt sich innerhalb gewisser Grenzen eine lineare Regelung des Spannungsabfalls als Funktion der Spannungsänderung erzielen oder in einem Stromkreis der Strom (bei Spannungsschwankung an der Stromquelle) konstant halten. Abb. 23 zeigt die Größenordnungen und die Grenzwerte. Eine gewisse Bedeutung erlangten auch die Kohledruckwiderstände 1 ) und sie können für ein Gesamtprojekt großer fernmeldetechnischer Anlagen in Frage kommen. Kohlestoff ist ein Halbleiter, dessen Widerstand zwischen 6 Ohm mm 2 /m und etwa 80 Ohm mm 2 /m schwankt, je nach Zusammensetzung des Kohlegemisches. Die Kohledruckwiderstände bestehen aus Säulen einer Vielzahl flach aufeinandergelegter runder Kohleplättchen. Der Übergangswiderstand zwischen die- 2 sen aufeinandergelegten Kohleplättchen ändert sich durch den auf eine solche Säule ausgeübten Druck in sehr weiten Grenzen, und zwar gehen diese Änderungen mit dem Druck augenblicklich vor sich. Wie aus der Abb. 24 zu ersehen, sind die Säulen an Abb. 24. H o f f m a n n , Fr., Kohledruckwiderstände. E T Z 58. 1937, 1 1 1 1 — 15 u. 1138—42.

—

1 6 -

den Enden mit etwas stärkeren (verkupferten) Plättchen 1, 2 abgeschlossen und mit Stromzuführungen 3, 4 versehen. Diese Säulen werden als durch Druck ( P ) veränderbare Widerstände in den zu

ff

1200

1000 Hut,800 inmsoo

WO I 200

V

Hut - —

:stand ( 200 400 B00 800 1000Wide,1200 1400 1600

1800 2000g —• Druck

Abb. 25.

regelnden Stromkreis geschaltet. Die Abb. 24 zeigt den Aufbau eines mechanisch betätigten Kohledruckreglers, und Abb. 25 zeigt in Kurvenform die mechanischen und elektrischen Vorgänge und die Größenordnungen. Ein Kohledruckregler kann auch elektromagnetisch betätigt werden. Die Abb. 26 zeigt ganz schematisch den Grundgedanken eines selbsttätig wirkenden Kohledruckreglers, der z. B. in Abhängigkeit von einer Netzspannung arbeitet, wenn die Spannung an die Wicklung des Elektromagneten (8, 9) gelegt wird. Zu erwähnen ist noch, daß die Kohlesäulen sich beim Zusammendrücken erwärmen, und daß nach Aufheben des Druckes der Widerstand wieder auf den ursprünglichen Wert zurückAbb. 26. geht. 3 . Der Spannungsabfall. Nach dem Ohmschen Gesetz ist Volt = Ampere X Ohm; U = I • R. Den Ausdruck / • R nennt man allgemein Spannungsabfall. In jedem Stromkreis findet ein Spannungsabfall, ein Spannungsverbrauch, s t a t t . Nimmt man an, daß eine Stromquelle und ein Widerstand zu einem Stromkreis geschaltet sind und daß die Spannung am positiven Pol einen Wert hat, der durch die Linie AD (Abb. 27) dargestellt sei, die Spannung am negativen Pol dagegen durch die Strecke BC, so ist die Gesamtspannungsdifferenz AD+

BC =

ED.

—

17

—

Desgleichen kann man annehmen, daß am positiven Pol der Batterie eine Spannung ED gegenüber dem negativen Pol herrscht. Diese Spannung wird im Widerstand verbraucht, und zwar nach dem Ohmschen Gesetz U = I • B. Der Spannungsabfall wird durch die Linie DC dargestellt. Die Linien EC oder AB stellen den Widerstand in Ohm und ED die Abb. 27.' Spannung in Volt dar. Die elektrische Spannung, die von einer Batterie oder einer Dynamo hervorgebracht wird, nennt man e l e k t r o m o t o r i s c h e K r a f t , EMK. Verbindet man die beiden Pole einer Stromquelle mit einem Draht, so erzeugt und unterhält die EMK in diesem Kreise einen Strom, der den äußeren Schließungsdraht und den inneren Widerstand der Stromquelle durchfließt. Der Spannungsausgleich (Verbrauch) findet also nicht nur im äußeren, sondern auch im inneren Widerstand statt. Der innere Spannungsabfall ist ein Verlust innerhalb des Stromerzeugers, und es ist aus diesem Grunde die Spannung an den Klemmen, die sog. Klemmenspannung, bei Stromentnahme immer kleiner als die EMK. Die EMK ist für jede Batterie eine charakteristische Größe und wird bestimmt beispielsweise bei Elementen durch die chemische Natur der verwendeten Stoffe, ist aber unabhängig von der Größe der Elektroden, siehe S. 34. Die Klemmenspannung ist bei stromlosem Element gleich der EMK und bei Stromentnahme um so kleiner, je größer die Stromentnahme ist. In der Abb. 28 ist der Spannungsabfall durch die Linie BCD dargestellt. AB ist die EMK, CF die Klemmenspannung, BII = AB — CF ist der Spannungsabfall innerhalb des Elementes, während die Spannung FC im äußeren Stromkreise Ra verbraucht wird. Bezeichnet man diese Klemmenspannung FC mit U, so ist U — EMK — ( I • Ri), wenn I der der Batterie entnommene Strom ist und Bi den inneren Widerstand der Batterie bedeutet. Ist der Strom I größer, so ist auch I • größer und die Klemmenspannung U somit kleiner. B e i s p i e l : Es sind drei Widerstände a, b, c hintereinander geschaltet und an eine Spannung U gelegt, deren Größe der Linie AD (Abb. 29) entspricht. Der Spannungsabfall erfolgt nach der Linie

Abb. 28. G o e t s c h , Taschenbuch 9.

Abb. 29.

—

18

—

DEFO. Der die Widerstände durchfließende + c). Es ist der Spannungsabfall in a = „ „ „ b = „ ,, „ c =

Strom ist i = AD : (a + b a • i = DC, b • i = CB, c • i = BA.

Mißt man die Spannung an den Enden eines jeden Widerstandes mit einem Spannungsmesser, so erhält man zwischen A und 1 eine Spannung von CD Volt 1 „ 2 „ „ „ CB „ ii 2 „ G „ ,, ,, AB „ Es sei a = 3 Olim, 6 = 5 Ohm, c = 1 Ohm und AD = 18 Volt. Dann ist i = 18 : (3 + B + 1) = 18 : 9 = 2 Ampere. CD = 3 - 2 = 6 Volt, BC = 5 • 2 = 10 Volt, AB = 1 • 2 = 2 Volt. Auf dem Prinzip des Spannungsabfalles beruht der Spannungsteiler. In der Abb. 30 ist ein Widerstand i E an 110 Volt Spannung gelegt. Der Widerstand ist an verschiedenen Stellen 1, 2, 3 usw. angezapft und an Klemmen geführt, so daß eine große Anzahl verschiedener Spannungen zur VerfüA b b . 30. gung steht. Bei Spannungsteilern, die Spannungen verschiedener Größe unabhängig von der Stärke des entnommenen Stromes liefern sollen, ist darauf zu achten, daß der entnommene Strom nach Möglichkeit klein ist im Verhältnis zum Strom, der durch den Widerstand A B fließt. 4. Gesetze der Stromverzweigungen. Im Stromkreis der Abb. 20 verzweigt sich der Strom I g in zwei Teilströme und i 2 . Nach dem I. K i r c h h o f f sehen Gesetz ist in jedem Punkt einer Stromverzweigung die algebraische Summe der zu- und abfließenden Ströme gleich Null. Im Punkt a oder b ist immer Ig — it — ¿2 = 0 oder Ig = + i2. Dieses Gesetz besagt, daß in jedem Stromverzweigungspunkte so viel Strom abfließen muß, wie Strom zufließt, denn eine Anhäufung kann nicht stattfinden. Das II. K i r c h h o f f s c h e Gesetz lautet: In allen Leitern einer Stromverzweigung, die zusammen einen geschlossenen Kreis bilden, ist die algebraische Summe der Produkte aus der Stromstärke in jedem Leiter und dem Widerstande desselben gleich der algebraischen Summe der in diesem Stromkreise vorhandenen elektromotorischen Kräfte. Hierbei sind die Stromstärken und elektromotorischen Kräfte gleichgerichteter Ströme mit demselben Vorzeichen, die entgegengesetzt gerichteten mit dem entgegengesetzten Vorzeichen zu versehen.

—

19

—

In dem Beispiel der Abb. 20 können drei geschlossene Stromkreise betrachtet werden, und zwar: I. Ig • R + • = U im Stromkreise B, a, Rly b, B. II. Ig - R+ - R2 = U im Stromkreise B, a, Rz, b, B. III. i1 • — i 2 • i?2 = 0 im Stromkreise a, Rlt b, It.2, a. R •R Hierbei ist R = • i - und U die Spannung der Batterie B. Ri + Ri 5. Die Stromwärme. Die W ä r m e w i r k u n g des e l e k t r i s c h e n S t r o m e s wird nach dem J o u l e s c h e n Gesetz bestimmt, welches besagt, daß die Zahl der Wärmeeinheiten, die durch einen Strom in einem Widerstand entwickelt werden, proportional ist diesem Widerstande, dem Quadrate der Stromstärke und der Zeit. Die Wärmeeinheit ist die Kalorie (kleine oder Gramm-Kalorie, Cal) und bedeutet diejenige Wärmemenge, die die Temperatur von 1 g Wasser ( = 1 ccm Wasser) um 1° C erhöht. Bezeichnet man die Zahl der Kalorien mit Ii, den Widerstand mit R, die Stromstärke mit I und die Zeit in Sekunden mit i, so ist nach dem Jouleschen Gesetz K = P R-t- 0,24 = !• / • R-t- 0,24*), oder wenn man für I • R die Spannung U setzt (siehe S. 9), so ist K = I • U • t- 0,24 Kalorien. Die L e i s t u n g des elektrischen Stromes in einem Stromkreise wird durch das Produkt aus der Ampere- und Voltzahl bestimmt: 1 Volt x 1 Ampere = 1 Watt (siehe auch S. 30). Fließtin einem Leiter ein Strom von 6 Ampere und ist die Spannung an den Enden dieses Leiters 10 Volt, so l e i s t e t der Strom sekundlich eine Arbeit von 50 Wattsekunden; in 1 Stunde 50 x 60 x 60 = 180000 Wattsekunden 180 = 180 Kilowattsekunden = = 0,05 Kilowattstunden. Wird diese ot)UÜ Arbeit in einem Widerstand in Wärme umgewandelt, so wird sekundlich eine der Arbeit 5 X 10 Wattsekunden entsprechende Wärmemenge erzeugt. Dasselbe Resultat erhält man nach dem Jouleschen Gesetz, da der Widerstand des Leiters 10 : 6 = 2 Ohm betragen muß und K Watt = P R = 5 2 • 2 = 50 Watt ergibt. Um die Leistung N des Stromes im mechanischen Maß in Kilogramm-Metern/s zu erhalten, rechnet man n =

j w ^

E s ist also 1 W a t t =

1/,9 8] = 0 , 1 0 1 9

'

und da

75 m k g = 1 PS (Pferdestärke), so ist 1 PS = ,> = 736 Watt, v s ' 0,1019

d) I n d u k t i o n . Wie bereits erwähnt, ist jeder stromdurchflossene Leiter von einem magnetischen Kraftfeld umgeben. Die Kraftliniendichte ist ein Maß für die Stärke des magnetischen Kraftfeldes, und dieses ist in •) 0,24 Cal ist diejenige Wärmemenge, die erzeugt wird, wenn 1 Watt 1 Sekunde lang in einem Widerstand wirkt, d. h. also die einer Wattsekunde entsprechende Wärmemenge.

3*

—

20

—

unmittelbarer Nähe des Leiters am größten. Bringt man einen Leiter 6 (Abb. 31) in die Nähe eines stromdurchflossenen Leiters a, so umschlingen die konzentrisch um den Leiter a verlaufenden Kraftlinien auch den Leiter b. Bewegt man den Leiter 5 in den Richtungen der Pfeile p rasch hin und her, so entsteht ert lllll fahrungsgemäß in dem bewegten Leiter eine Q EMK. Es wird eine EMK i n d u z i e r t . Der ^ KP Spannungsunterschied an den Enden 1 '' l h * und 2 des Leiters b ändert ihre Polarität Abb. 31. bei jeder Änderung der Bewegungsrichtung. Die EMK ist um so größer, je schneller der Leiter bewegt wird und je näher man an den Leiter a herankommt. Hieraus geht hervor, daß die Größe der in einem Leiter induzijrten EMK proportional der Anzahl der vom Leiter in der Zeiteinheit geschnittenen Kraftlinien ist. Dabei ist es belanglos, ob der Leiter in bezug auf das magnetische Feld bewegt wird, oder ob das Kraftfeld sich in bezug auf den Leiter bewegt. Die gleiche Induktionswirkung findet statt, wenn das magnetische Feld von einem Dauermagneten oder einem Elektromagneten herrührt. Das magnetische Kraftfeld um einen Leiter ist nur so lange vorhanden, wie Strom durch den Leiter fließt; wird der Strom unterbrochen, so verschwindet auch das magnetische Feld. E s schrumpft gewissermaßen in sich zusammen. Beim Schließen des Stromkreises entsteht das Kraftfeld von neuem, indem es gleichsam aus dem Leiter herausquillt und nach Erlangen einer bestimmten Stärke, welche der jeweilig fließenden Stromstärke entspricht, unverändert bestehen bleibt. Da der Strom in einem Leiter niemals augenblicklich seinen vollen, aus Spannung und Widerstand bedingten Wert erreichen kann, sondern hierzu immer eine gewisse Zeit erforderlich ist, werden unmittelbar nach dem Stromschluß auch die magnetischen Kraftlinien sich nicht sofort in endgültiger Lage und Gestalt ausbilden, sondern sich vom Leiter aus in diese endgültige Lage verschieben bzw. beim Öffnen des Stromkreises sich aus der ursprünglichen Lage nach dem stromdurchflossenen Leiter hin bewegen. Die Kraftlinien werden somit beim Entstehen und beim Verschwinden des elektrischen Stromes den u m den Leiter liegenden Raum in der einen oder anderen Richtung durchschreiten. Bringt man, wie im vorherigen Beispiel, in die Nähe des stromdurchflossenen Leiters a (Abb. 32) einen zweiten Leiter 6, so wird

^

III ^ Abb. 32.

0 T Abb. 33.

dieser beim Entstehen u n d Verschwinden des Stromes im Leiter o von den sich ausbreitenden oder wieder verschwindenden Kraftlinien geschnitten, und es wird im Leiter 6 (Abb. 32) wieder eine E M K induziert. Die Polarität dieser E M K ist beim Öffnen des Stromkreises eine andere als beim Schließen. Durch abwechselndes Schließen und Öffnen

—

21

—

des Schalters S läßt sich eine Spannung wechselnder Richtung im Leiter b induzieren. Die gleiche Erscheinung findet statt, wenn an den Leiter a eine Wechselstromquelle angeschlossen wird (Abb. 33). Um eine Induktionswirkung hervorzurufen, ist es nicht erforderlich, daß der Strom im primären Draht a jedesmal bis auf Null abnimmt, sondern jegliche Stromschwankungen bedingen eine Veränderung im magnetischen Kraftfeld, und diese Veränderung bewirkt eine Induktion in dem Leiter, der sich im Bereich dieses veränderlichen Kraftfeldes befindet. Werden die Enden des Leiters 6 mit einem Draht zu einem Stromkreis verbunden, so fließt in diesem ein Strom — im vorliegenden Fall ein Wechselstrom. In Wirklichkeit werden die Leiter a und b nicht in gestreckter Form nebeneinander gelegt, sondern in Form von 2 Spulen übereinander geschoben, da zur Erhöhung der Induktionswirkung die Leiter lang sein müssen. Die Induktionswirkung wird außerdem noch dadurch bedeutend gesteigert, daß man die Kraftlinien des magnetischen Feldes teilweise oder ganz in Eisen verlaufen läßt, da Eisen eine bedeutend größere magnetische Durchlässigkeit*) hat als Luft und sämtliche anderen Stoffe. Abb. 34 zeigt die Abhängigkeit der Kraftliniendichte B von den Amperewindungen i - n je cm Länge des Elektromagneten, die dazu erforderlich sind, um eine gewisse Kraftliniendichte B je cm2 zu erzeugen. Mit Amperewindungen (AW) bezeichnet man das Produkt aus der rem >sm /«000

\ \ Y 3000

/¿m tmo toom 3000 sooo

ß7m

sooo ¥000 3000 2000

MO

-

2 * C 8 ro V/* t f f i tO 22 24 20263032 -t.TZ Sur fem ¿äf!j?e A b b . 34.

A b b . 35.

Anzahl Umwindungen n und der Stromstärke i, d. h.: 100 Umwindungen, durch welche 5 Ampere fließen, erzeugen dieselbe Kraftliniendichte B wie 5 Umwindungen, durch die 100 Ampere fließen, denn in beiden Fällen ist das Produkt % • n = 100 x 5 = 5 x 100 = 500 AW. Aus der Schaulinie in Abb. 34 ist zu ersehen, daß bei Steigerung der Amperewindungszahlen i-n B nicht dauernd gleichmäßig steigt, sondern bei Punkt a langsamer zunimmt, noch langsamer bei b und nach Punkt c, d. h. bei *) Siehe a u c h S. 3.

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22

—

12 Amperewindungen, bereits keine wesentliche Zunahme zu verzeichnen ist; das Eisen ist nahezu gesättigt. Der Knick a-b-c dieser sog. Magnetisierungskurve wird auch als Knie bezeichnet. Die Induktionswirkung kann auch mit Hilfe eines Dauermagneten oder Elektromagneten hervorgebracht werden (Abb. 35). Der Magnet M wird rasch in die Spule 1 eingesetzt und rasch wieder herausgehoben. Die Kraftlinien 3 schneiden hierbei die Windungen des Spulendrahtes. Führt man die Enden des Spulendrahtes über einen Stromzeiger, so kann bei jeder Bewegung von M ein kurzer Stromstoß beobachtet werden. Die Richtung des induzierten Stromes kann am bequemsten nach der „Rechte-Hand-Regel" bestimmt werden. Man halte die r e c h t e Hand im magnetischen Felde so, daß die Kraftlinien die innere Handfläche senkrecht treffen und der Daumen in die Bewegungsrichtung des Leiters zeigt, so zeigen die Fingerspitzen in die Richtung des induzierten Stromes. Aus der Abb. 36 ist der Zusammenhang zwischen Kraftlinienrichtung, Bewegungsrichtung und Richtung des indu, i [4—/> | |J4—/? vierten Stromes (Pfeile an den Leitern) zu I c | | I yl/T | erkennen. Die Bewegungsrichtung des LeiI i | [ I I ters l ist durch die Pfeile p angedeutet. Bei I I Betrachtung der Abbildung ist zu beachten: Abb. 36. Beim Nordpol treten die Kraftlinien (aus dem Papier) aus, beim Südpol treten sie ein. Die Induktionserscheinung wird in der Technik zur Erzeugung von Maschinenstrom durch Gleich- und Wechselstromgeneratoren (siehe vierten Teil, Induktoren) verwendet, ferner um Wechselströme auf andere Spannungen umzuspannen. Zum Zwecke der Spannungswandlung werden die zwei Leiter in Form von Spulen über einen eisernen Kern gewickelt und in die primäre Spule der umzuspannende Wechselstrom geleitet. Der Sekundärspule kann sodann der umgespannte Wechselstrom entnommen werden. Die Spannungen U verhalten sich hierbei bei Wechselstrom wie die Windungszahlen n, d. h. JJX: i/ 2 = nt :n2. Hat die primäre Wicklung des Wandlers 100 Umwindungen und die auf demselben Kern angeordnete sekundäre Wicklung 1000 Umwindungen, so ist die Spannung an der Sekundärseite .) £/2 bei bekanntem Uv z. B. 100 Volt, leicht zu berechnen: Z7j : U2 = n-L: ra2; 100 V o l t : U2 = 100 :1000; hieraus erhält man U2 = 1000 Volt. Der Ruhmkorffsche Induktor (Abb. 37) ist ein- beB o kannter Apparat zur Erzeugung hochgespannten Wechselstromes. Auf einem Eisenkern® A b b . 37.

'ifi;^

m-*

—

23

—

aus weichen, ausgeglühten Eisendrähten ist eine Wicklung W1 aus verhältnismäßig dickem, isoliertem Kupferdraht in wenigen Windungen aufgebracht. Diese Wicklung ist über Leitung a, Unterbrecherkontakt k, Leitung 6 an eine Batterie B gelegt. Wird ein Schalter 8 geschlossen, so zieht Kern E den Anker A an. Hierdurch wird jedoch der Kontakt k geöffnet, so daß auch der Stromweg unterbrochen ist. Anker A wird wieder losgelassen und durch Federkraft ( f ) an den Gegenkontakt gelegt, wodurch der Stromkreis wieder geschlossen wird. Es arbeitet Anker A mit Kontakt k somit als Selbstunterbrecher. Bei Unterbrechung des Stromes am Kontakt k wird der Extrastrom (siehe S. 24) vom Kondensator*) C aufgenommen und hierdurch eine zu starke Funkenbildung am Unterbrechungskontakt k vermieden. Über die Wicklung Wlt auch Primärwicklung genannt, wird eine zweite Wicklung, die Sekundärwicklung W 2 , eines langen, dünnen Drahtes mit sehr vielen Windungen gebracht. Wie wir oben gesehen haben, ist die Spannung auf der Sekundärseite eines Spannungswandlers um so höher, je größer das Übersetzungsverhältnis, d. h. das Verhältnis der primären zur sekundären Windungszahl ist. An die Funkenstrecke m sind die Enden der sekundären Wicklung gelegt, und es kann die Länge der Funkenstrecke, die von der Sekundärspannung überbrückt wird, als Maß für die Höhe dieser Spannung dienen. Es werden Induktoren gebaut, die Funkenlängen von 1 m und darüber aufweisen und früher in der Funkentelegrafie Verwendung fanden. Für so große Induktoren sind besondere PrimärstromUnterbrecher vorzusehen, zur gegenseitigen Isolation der Windungen des Induktors sind besondere Maßnahmen erforderlich. 1 . Selbstinduktion. Eine Spule (Abb. 38) mit 5 Windungen sei über einen Schalter s an eine Batterie B gelegt. Sobald Strom durch die Spule fließt, besteht ein elektromagnetisches Feld. Wird der Stromkreis bei s wieder unterbrochen, so verschwindet innerhalb eines Bruchteiles einer Sekunde auch das magnetische Feld. Wenn wir die Wirkung des von Windung 3 herrührenden Feldes betrachten, so ist offenbar mit dem Verschwinden des I'eldes dieses Leiters eine 7 12 2 J 3 ¥4 Ö5 Induktion in den Windungen 1, 2, 4 und 5 verbunden und bei weiterer Überlegung auch im Draht der Windung 3 selbst. Das gleiche gilt von Windung 4 gegen die restlichen usw. Beim Öffnen des Stromkreises wird somit durch das Verschwinden des magnetischen Kraftfeldes in sämtlichen Windungen der Spule, die das magnetische Kraftfeld hervorbrachte, eine E M K induziert, die man als E M K A b b - 38der Selbstinduktion bezeichnet — eine Wechselwirkung zwischen Strom und elektromagnetischem Feld. Die E M K der Selbstinduktion, die von einem Strom i in einer Spule mit der Selbstinduktion L erzeugt wird, ist von der Änderung des Stromes i in der Zeiteinheit' abhängig: T di e = — L , • dt

Ä

*) Siehe vierten Teil, Kondensatoren.

—

24

—

Das Minuszeichen bedeutet, daß die EMK der Selbstinduktion dem Strom i entgegenwirkt. In einem Gleichstromkreise ist die Klemmenspannung Z7j = i • r, in einem Wechselstromkreise U ^ i - r + L f . Aus diesen Gleichungen geht hervor, daß zur Erzeugung eines Stromes i in einer Spule vom Widerstand r eine Gleichspannung Ux = i • r erforderlich ist und, um einen Wechselstrom i von der gleichen Stärke durch die Spule mit der Selbstinduktion L hindurchzuschicken, braucht man eine um L ~ größere Spannung Z72. Wird die Spule mit einem Eisenkern versehen, so kann dadurch die Selbstinduktion bedeutend erhöht werden, und zwar um so mehr, je besser der Eisenschluß ist; denn dadurch, daß das magnetische Kraftfeld im Eisen verläuff^wird es sich bedeutend kräftiger ausbilden, d. h. größere Werte annehmen. Verläuft das magnetische Kraftfeld ganz in Eisen, wenn der Eisenkern geschlossen ist, so ist auch die Selbstinduktion am größten. Eine EMK der Selbstinduktion entsteht nicht nur beim Verschwinden des magnetischen Feldes, sondern auch beim Entstehen desselben. Die induzierte Spannung (und der Strom) ist beim Schließen des Stromkreises dem induzierenden Strom entgegengesetzt gerichtet, bei Stromunterbrechung fließt er jedoch in gleicher Richtung wie der induzierende Strom. Es ist somit der induzierte Strom, auch Extrastrom genannt, bestrebt, die bestehenden Stromverhältnisse aufrechtzuerhalten. Dadurch, daß der Extrastrom bei Unterbrechung des Stromkreises sich zum induzierenden Strom addiert, ist der Unterbrechungsfunke (Öffnungsfunke) bei induktiven Stromkreisen größer als der Schließungsfunke. Die Selbstinduktion ist proportional dem Quadrat der Windimgszahl der Spule. Verdoppelt man die Windungszahl einer Spule, so wird hierdurch die Selbstinduktion vervierfacht. Um den Selbstinduktionskoeffizienten L einer Spule zu bestimmen, verwendet man am einfachsten eine Brückenmethode.*) Die Einheit der Selbstinduktion bezeichnet man mit Henry (H). Langgestreckte Drähte besitzen bei genügende!' Länge auch eine gewisse Selbstinduktion. Telegrafenleitungen aus Bronze oder Kupfer z. B. haben je km etwa L = 0,003 Henry, Eisendrähte etwa L = 0,015 Henry. Rechnerisch ist der Selbstinduktionskoeffizient schwer zu bestimmen. Für eine dünne langgestreckte Spule (Länge etwa 25 mal so groß wie der Durchmesser) ohne Eisen ist 4 7i2 r 2 iV2 r = mittlerer Halbmesser, l = Länge der Spule, N = Windungszahl. Um bei Eisenspulen L zu bestimmen, muß B, die Kraftliniendichte, bekannt sein. Ist die Amperewindungszahl bekannt, so kann B der Schaulinie (Abb. 34) entnommen werden. *) Vergleichsmessung, Brückenmessungen siehe Kapitel Messungen.

—

25

—

2. Wirbelströme. Als Wirbelströme bezeichnet m a n die Ströme, die durch I n d u k t i o n in ausgedehnten Metallmassen, z. B. massiven Eisenkernen, entstehen. Diese Wirbelströme, die bei Wechselstromapparaten, wie I n d u k t o r e n , Wechselstromweckern usw., sehr lästig erscheinen, weil zu ihrer Erzeugung ein A u f w a n d elektrischer Energie erforderlich ist, der in nutzlose, m a n c h m a l gefährliche W ä r m e umgewandelt wird, lassen sich dadurch verhindern, d a ß m a n die Eisenmassen in der R i c h t u n g u n t e r t e i l t (lamelliert), die quer zur R i c h t u n g der e n t s t e h e n d e n Wirbelströme liegt. Zur Isolation g e n ü g t m a n c h m a l schon eine dünne Oxydschicht geglühter D r ä h t e (siehe Ruhmkorffscher I n d u k t o r ) .

3. Drosselspulen. I n der F e r n m e l d e t e c h n i k b e n u t z t m a n Selbstinduktionsspulen f ü r verschiedene Schaltungszwecke. Man bezeichnet solche Spulen, die m i t oder ohne E i s e n k e r n gebräuchlich sind, als Drosselspulen (s. a u c h i m v i e r t e n Teil den A b s c h n i t t Drosselspulen). Der scheinbare Widerstand einer Drosselspule ist für Wechselströme verschiedener Frequenzen verschieden u n d u m so größer, je höher die Frequenz ist. E r wird durch den Selbstinduktionskoeffizienten L, der wiederum v o n der Windungszahl u n d der Beschaffenheit des Kernes a b h ä n g t , bestimmt. B e i s p i e l . H a t eine eiserdose Drosselspule ein L von 2 H e n r y u n d 300 Ohm Gleichstromwiderstand u n d ist sie a n eine Wechselspannung v o n 1000 Perioden (Sprechstrom) gelegt, so b i e t e t diese Spule dem Wechselstrom einen Widerstand, der n a c h der Formel: Rw

= i tf2 +

(27t/)2_L20hm

berechnet werden k a n n . Hierin b e d e u t e t B * ) den Gleichstromwiderstand, L den Selbstinduktionskoeffizienten u n d / die Frequenz des Wechselstromes. I m vorliegenden Beispiel ist: i i 2 = 300 2 = 9 0 0 0 0 ; (2 n j f = (2 • 3,14 • 1000) 2 = (6280) 2 = Z,2 = 4 ; L2 • (2 n f)2 = 4 • 3 9 4 0 0 0 0 0 =

39400000; 158000000;

Rw = i 9 0 0 0 0 + 158ÖÖ0~ÖUT = in r .

F -/— in r

in absoluten Maßen (cm) ausgedrückt. Im praktischen Maßsystem ist bei einer Dielektrizitätskonstanten k des Dielektrikums C = k •

F 1 • 7 —r Farad. in r 9 • 10 11

Kennt man also die Fläche F der Platten in cm 2 , die Entfernung r der Platten voneinander in cm sowie die Dielektrizitätskonstante k des Dielektrikums, so kann man die Kapazität eines Plattenkondensators berechnen. Verhältnismäßig einfach läßt sich noch die Kapazität eines Zylinderkondensators berechnen. Praktisch wird man Kapazitäten am zweckmäßigsten durch Vergleichsmessung mit einem Normalkondensator feststellen. Nachstehend sind die Dielektrizitätskonstanten (bezogen auf das Vakuum = 1) einiger gebräuchlichen Isolierstoffe angeführt: Ebonit — 2,0 bis 3,0 Flintglas — 6,6 bis 9,9 Glimmer — 4 bis 8 Guttapercha — 2,8 bis 4,2

Kautschuk — 2,12 Kautschuk (vulkan.)— 2,69 Luit (20° C) —1,00053 Papier — 1,8 bis 2,6

¡Paraffin — 1,9 bis 2,2 Porzellan — 4,4 bis 5,3 I Wandleröl — 2,2 bis i 2,5 | Schwefel — 2,42

h) W e c h s e l s t r o m k r e i s m i t S e l b s t i n d u k t i o n und Kapazität. Ist in einem Stromkreis ein Kondensator von der Kapazität C Farad eingeschaltet und beträgt der Gleichstromwiderstand R Ohm, so berechnet sich der Gesamtwiderstand aus der Formel:

Aus dieser Formel ist zu ersehen, daß der Widerstand um so kleiner st, je höher der Wert von C und / ist. Den Kondensatorwiderstand allein berechnet man aus der Formel: T> _

1

2n{ C '

B e i s p i e l : Ist C = 2 ¡JIF = 2 • 10~ e Farad, so ist bei einer Periodenzahl von / = 800 RE = 1 : (2 N • 800 • 2 • 10-») = 100 Ohm. G o e t s c h , Taschenbuch 9. 4

—

34

—

B e s i t z t ein Stromkreis Selbstinduktion und K a p a z i t ä t in Hintereinanderschaltung, so errechnet man den Gesamtwiderstand aus der Formel: 1 N2

= -,/ R* + 2 7t f L

2 n/ C

E s kann vorkommen, daß für bestimmte Werte von L und C und eine bestimmte Periodenzahl die Differenz:

Für diesen Fall ist der gesamte Widerstand gleich dem Ohmschen Gleichstromwiderstand B . Diesen F a l l nennt man Resonanz. Aus der Formel: 2

n f L=

a

* „

kann der W e r t für /, die Resonanzfrequenz, berechnet werden. Aus 2 7i p L =

——^

berechnet man

11

i/ i1 \\2 \2n I

ji

(2 7t) 2 /=

- -•

¿71

LC 1/

= C/

Li

L1 LC'

die Resonanzfrequenz.

Hieraus ist zu erklären, daß L und C enthaltende Stromkreise unter Umständen für einen Wechselstrom bestimmter Frequenz nur den Gleichstrom- (Ohmschen) Widerstand aufweisen. S c h a l t e t man n Kondensatoren mit einer K a p a z i t ä t von \e.C/iF

Q

einander, so beträgt die G e s a m t k a p a z i t ä t Cg =

^ ¡iF.

hinter-

Schaltet man die

gleichen Kondensatoren parallel, so ist Cg = C • n ¡xF.

II. Stromquellen der Fernmeldetechnik. a) D i e p r i m ä r e n o d e r g a l v a n i s c h e n E l e m e n t e 1 ) . Galvanische Elemente sind die ältesten Stromquellen, die in der T e c h n i k der elektrischen Telegrafie, des Fernsprechens und des elektrischen Signalwesens in großem U m f a n g e gebraucht wurden. In D e u t s c h l a n d sind im J a h r e 1 9 3 8 über 3 0 0 Millionen Braunsteinelemente hergestellt worden. Das erste galvanische E l e m e n t ( C u — S ä u r e — Z n ) wurde vom ital. P h y s i k e r V o l t a 1794 gebaut. E s folgten Verbesserungen und neue E r f i n d u n g e n von Daniell 1 8 2 6 , B u n s e n 1841, Leclanche 1865. ') A r n d t , K., E i n halbes Jahrhundert Trockenelemente. E T Z 60, 1939, 1065—1067. — J u m e a u , L., Die elektrischen Elemente nach den neuen Patentschriften. Rev. Gen. Eiectr. 45, 1939, 397—403.

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35

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In jedem primären Element wird chemische Energie in elektrische umgewandelt. Zu jedem Element gehören 2 Elektroden (Metalle, Kohle) und der Elektrolyt. Das galvanische Element gibt elektrischen Strom ab und verbraucht (zersetzt) dabei seine Elektroden im Elektrolyt. Ist das Elcktrodenmaterial verbraucht, so hört auch die Stromabgabe auf. Durch sekundäre Prozesse innerhalb des Elementes und Verunreinigung werden jedoch Elemente unbrauchbar, bevor das Elektrodenmaterial aufgebraucht ist. Bei Betrachtungen Uber die Wirkungsweise der Elemente ist zu beachten, daß die chemischen Vorgänge, die der Ursprung der Stromabgabe sind, durch verschiedene Nebenerscheinungen begleitet sind. Unebene und unreine Zinkplatten oder Becher können lokale Zersetzungen im Element verursachen, die das Element, wie erwähnt, auch bei Nichtgebrauch vorzeitig zerstören. Das Amalgamieren (Auftragung einer Quecksilberschicht auf das Zink auf galvanischem Wege) verhindert diesen Vorgang zum Teil. Ein anderer Vorgang, der bei der Zusammenstellung der Elemente berücksichtigt werden muß, ist die P o l a r i s a t i o n . Diese besteht, kurz ausgedrückt, in der Bildung einer Gegenspannung innerhalb des Elementes, welche der ursprünglichen EMK entgegenwirkt und diese vermindert. Bei der Zersetzung des Elektrolyts wird in den meisten Elementen Wasserstoff gebildet. Da Wasserstoff in den chemischen Reihen zu einem Metall (in gasförmigem Zustande) zählt und Metalle im Element selbst in der Richtung des Stromes sich bewegen, wandern die Wasserstoff-Ionen zur Anode*) und werden dort als Moleküle abgeschieden. Dieser abgeschiedene Wasserstoff als Metall bildet mit dem Material der Anode ein elektrisches Paar mit einer EMK, die der EMK des Elements entgegengesetzt gerichtet ist. Je mehr Wasserstoff sich dann beispielsweise auf Kupfer oder Kohle ansammelt, um so größer wird die Gegen-EMK und um so kleiner die Klemmenspannung des Elementes. Man sagt, das Element wird polarisiert. Dieser Vorgang der Polarisation kann unter Umständen sehr rasch vor sich gehen. In den früher in der Fernmeldetechnik viel gebräuchlichen Polarisationszellen (zwei PlatindrähtAbb. 47. chen in einem zugeschmolzenen Glasröhrchen mit angesäuertem Wasser, H 2 S0 4 + H 2 0) ging der Vorgang der Polarisation fast augenblicklich vor sich. Siehe auch Abschnitt „Alkalische Gegenzellen". Der Polarisationsstrom kann durch folgenden Versuch beobachtet werden (Abb. 47): In ein Gefäß mit angesäuertem Wasser sind zwei Platindrähte getaucht. Aus der Batterie wird über einen Schalter ein Strom in diese Zelle gesandt. Nach kurzer Zeit legt man den Schalter um und beobachtet am Strommesser einen Strom, der in entgegengesetzter Richtung fließt als beim Laden der Zelle. *) Als A n o d e bezeichnet m a n diejenige E l e k t r o d e eines galvanischen E l e m e n t s , v o n welcher der Strom a u s g e h t (im inneren Stromkreis zufließt). Als Träger des Stromes wandern aber die E l e k t r o n e n und negativ geladenen Ionen v o n der K a t h o d e zur Anode (des äußeren Stromkreises), also entgegengesetzt der üblichen Stromrichtungsbezeichnung.

4*

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36

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Bei den gebräuchlichen Elementen, in denen eine Polarisation zu befürchten ist, wird aus diesem Grunde der Anode ein Stoff beigefügt, der die Eigenschaft besitzt, den Wasserstoff zu binden, z. B. beim Beutel- und beim Trockenelement der Braunstein Mn0 2 , welcher, reich an Sauerstoff, den Wasserstoff zu Wasser oxydiert und selbst dabei auf eine niedrigere Oxydationsstufe reduziert wird. Diesen Vorgang nennt man D e p o l a r i s a t i o n und den betreffenden Stoff D e p o l a r i s a t o r . Am wirksamsten sind die flüssigen Depolarisatoren, wie z. B. in Elementen mit zwei Flüssigkeiten das Kupfervitriol, welches durch eine chemische Reaktion den Wasserstoff bindet, wobei Kupfer als Metall ausgeschieden wird. Beim Luft-Sauerstoffelement wird der Sauerstoff der Luft als Depolarisator verwendet. Siehe S. 38. Die gebräuchlichsten galvanischen Elemente1) sind die sog. ZinkKohle- oder Braunsteinelemente. Das sind Zink-Salmiaklösung-KohleZellen, ausgeführt als Beutelelement, als Trockenelement oder als Füll(bzw. Lager-) Element mit Braunstein (Mn02) als Depolarisator. Der Strom fließt innerhalb des Elementes vom Zink zur Kohle und außerhalb des Elementes von der Kohle zum Zink. Je stärkere Ströme man dem Element entnimmt oder je länger man Strom entnimmt, um so mehr steigt der innere Widerstand des Elementes an, um so schneller sinkt die Spannung an den Klemmen, d. h. um so schneller wird das Element verbraucht. Zink-Kohle-Elemente dürfen nicht dauernd unter starkem Strom stehen oder gar kurzgeschlossen werden, da sie dann längere Zeit brauchen, um sich zu erholen, d. h. zu depolarisieren. Elemente dürfen nicht warm stehen, sondern möglichst im Kellerraum bei mittlerer Temperatur. Reservelemente lagert man kalt, denn bei Trockenelementen geht auch bei offenen Klemmen ein Zersetzungsprozeß vor sich, und zwar um so schneller, je höher die Temperatur des Lagerraumes ist. Elemente mit großen Elektroden und größeren Mengen an Elektrolyt können höhere Stromstärken abgeben oder sie geben geringere Ströme längere Zeit ab als kleine Elemente. Man sagt, die großen Elemente haben größere Kapazität. Die Spannung eines Elementes ist aber immer unabhängig von der Größe und nimmt ab mit dem Alter des Elementes. Aus der Abb. 53 ist der Spannungsabfall einer flachen Taschenlampenbatterie (drei kleine Zink-Kohle-Elemente in Hintereinanderschaltung) zu ersehen, gemessen bei einer Entladung von täglich 10 Minuten über 15 Ohm äußeren Widerstand. Ist die Batterie bei 3 Volt Klemmenspannung noch brauchbar, so hat sie bei dieser Benutzungsart insgesamt 150 Minuten = 150:10= 15 Tage vorgehalten. 1. Das Beutelelement (Abb. 48) ist praktisch die heute gebräuchliche Ausführung des Leclanche-Elementes. Mittlere Spannung etwa 1,4 Volt. Die Kohle (Abb.49) ist mit der Depolarisationsmasse (Graphit und Mn02) zu einem Zylinder ge') D r ü c k e r , K., Galvanische Elemente und Akkumulatoren. Leipzig 1932, 425 S.

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37

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preßt, mit einem Nesseltuch od. dgl. umwickelt (Beutel) und verschnürt. Das Zink wird in Form eines zylindrisch gerollten Bleches verwendet. Um ein Kriechen des Salmiaksalzes einzugrenzen, ist der Kohlenstab in Paraffin gekocht und das Glas am oberen Rande paraffiniert. Das Ansetzen des Beutelelementes geschieht folgendermaßen. Das Glas wird mit möglichst reinem Wasser (besser destilliertes Wasser) bis zur Hälfte gefüllt und die vorgeschriebene Menge Salmiaksalz (z. B. 150 g für ein 25 cm hohes Element und 75 g für ein 16 cmElement) in dem Wasser gelöst. Der Beutel der Kohleelektrode muß etwa 1 cm über Abb, 48. den Elektrolyt hinausragen. Gebrauchte Abb. 49. Elemente können nach erfolgter Säuberung mit doppelter Salzmenge wieder angesetzt werden. 2. Das Trockenelement. Die Zusammensetzung der Trocken- und Lagerelemente ist dieselbe wie die der Beutelelemente. An Stelle des flüssigen Elektrolyts wird eine eingedickte Masse verwendet, die ebenfalls eine Salmiaklösung enthält. Trockenelemente, Abb. 50, sind gebrauchsfertig. Lagerelemente, Abb. 51, müssen mit Wasser aufgefüllt werden, 12 Stunden stehen und sind dann nach Abschütten des überflüssigen Wassers und Verschließen der Eingußöffnung mit dem Kork gebrauchsfertig wie gewöhnliche' Trockenelemente. Abb. 52 zeigt einen Schnitt durch ein Füll- oder Lagerelement. Es bedeuten: 1 Kork zum Verschluß der Füllöffnung, 2 Pluspolklemme, 3 Draht zum Minuspol, 4 Entlüftungsröhrchen,

A b b . 50.

A b b . 51.

A b b . 52.

5 Vergußmasse, 6 Fließpapierscheibe, 7 Wickelfaden, 8 Puppenwicklung, 9 Zentrierperle, 10 Kohlestift, 11 Depolarisationsmasse, 12 Füllmasse (Elektrolyt), 13 Zinkbecher, 14 Pappbecher, 15 Schutzschlauch, 16 Bodenverguß. EMK beider Elemente etwa 1,5 Volt. Der innere

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Widerstand ändert sich mit der Größe und dem Alter des Elementes, im Durchschnitt beträgt er etwa 0,1 Ohm bei größeren und 0,3 Ohm bei kleineren Elementen. 3 . Taschenlampenbatterien. Eine außerordentlich große Verbreitung haben Kleinbeleuchtungsbatterien erfahren, die auch infolge ihrer überall erhältlichen gleichen Form und Größe in der Fernmeldetechnik Eingang gefunden haben. v as Aß-

\

\

3JS-

s

3.02.52.0• 0

WO

200

300

400 Min

A b b . 53.

Die kleinen Trockenelemente (20 mm 0 , 60 mm Höhe) können mit verhältnismäßig hohen Stromstärken belastet werden. Die Grenzen der Belastung liegen e t w a zwischen 200 und 300 mA, je nach Belastungsdauer. Die Abb. 53 veranschaulicht die Entladekurve einer Taschenlampenbatterie normaler Ausführung mit 3 Elementen. Gleiche oder ähnliche Trockenelemente werden auch für die Herstellung von Anodenbatterien verwendet, die bei tragbaren Geräten trotz der Entwicklung der Netzanschlußgeräte Verwendung finden. 4. Luftsauerstoff-Element (Abb. 54).

A b b . 54.

Da der wirksame Bestandteil in den Leclanche-Elementen der Sauerstoff des Braunsteins ist, wurde schon seit langer Zeit versucht, an Stelle des im Braunstein chemisch gebundenen Sauerstoffes den Luftsauerstoff zur Depolarisation auszunutzen. Es geschieht dies neuerdings auf dem Wege über die sog. „Aktivkohle". Die Aktivkohle hat die Eigenschaft, den Sauerstoff der Luft schnell aufzunehmen, aber auch leicht wieder an den Wasserstoff abzugeben. Der Aufbau der Elemente ist grundsätzlich derselbe wie der von

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39

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Trockenelementen; es müssen natürlich Öffnungen vorgesehen sein, die den Luftsauerstoff an die positive Elektrode (Kohlebeutel) heranführen. In der Abb. 54 bedeuten: 1 und 2 ; d i e negative und die positive Polklemme, 3 den Belüftungsstopfen" 4 die Belüftungstülle, 5 die Vergußmasse, 6 eine Abdeckscheibe, 7 die Belüftungskappe, 8 Zentrierperlen, 9 den Wickelfaden, 10 die Puppenwicklung, 11 die Depolarisationsmasse, 12 den Kohlestift, 13 den Elektrolyt, 14 den Zinkbecher, 15 den Pappbecher, 16 den Bodenverguß. Die offene Spannung dieser Elemente beträgt etwa 1,4 Volt, ihre Belastbarkeit bewegt sich in denselben Grenzen wie die der Braunstein-Elemente; auch der innere Widerstand hat die gleiche Größenordnung. Die Entladungskurven von Luftsauerstoff-Elementen sind grundsätzlich dadurch charakterisiert, daß sie zwischen " 1 und 0,8 Volt einen ziemlich waageu i rechten akkumulatorenähnlichen Verlauf ? u haben. Die Abb. 55 zeigt den Spannungs- ' t*. verlauf beim Luftsauerstoff-Element " fi (L) und beim Füllelement (F) bei un-

/=

T T T J Abb. 57.

1 5

4

.

ö|5=W=24Ampere1 5

4

Dieses Bild ändert sich wesentlich, sobald der Strom der Elemente zur Arbeitsleistung in einem äußeren Schließungskreis herangezogen wird. Bei einem äußeren Widerstand von 0,1 Ohm erhält man bei Hintereinanderschaltung von vier Elementen

/ = (ö^iyW = 6,45Ampere

bei Parallelschaltung 1.5 7

1,5-4

=

=

=

6 0^5

„„ . ^P616"

=

9,2

4 Beträgt der äußere Widerstand 100 Ohm, so ist bei Hintereinanderschaltung von vier Elementen 7

= w i y r i ö ö = m = ° '

bei Parallelschaltung r i'5 = O^IVoo

=

^P"6

0 6

6 l'5'4 0 ^ 5 + 400 = 400,25

=

nniKA °'°15 ^

^

Aus den vier letzten Beispielen geht hervor, daß es zur Erzielung einer möglichst großen Stromstärke zweckmäßig ist, die Elemente bei kleinem äußeren Widerstande parallel und bei großen äußeren Widerständen hintereinander zu schalten.

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41

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6. Leistung der Elemente. Die g r ö ß t e n u t z b a r e S t r o m s t ä r k e erhält man aus einer Batterie, wenn man den äußeren Widerstand des betreffenden Stromkreises gleich dem inneren Widerstand der Batterie macht. Es sind in diesem Fall Elemente so zu schalten, daß der innere Widerstand der Batterie nahezu gleich dem Widerstande der Leitungen und der Apparate ist. Der Nutzeffekt oder Wirkungsgrad der Batterie ist bei Gleichheit des inneren und des äußeren Widerstandes allerdings nur 50 vH, denn die Hälfte der Leistung wird in der Batterie selbst verbraucht. Je größer der äußere Widerstand gegenüber dem inneren, um so größer der Nutzeffekt, wie auch aus dem Gesetz des Spannungsabfalles hervorgeht. Es widersprechen sich somit die beiden Bedingungen der größten nutzbaren Stromstärke und der größten nutzbaren Leistung. Man wird daher von Fall zu Fall zu entscheiden haben, wieviel Elemente zu nehmen sind und wie die Gruppierung erfolgen soll. AnAbb. 58. schaffungskosten sind dabei auch zu berücksichtigen. Abb. 58 zeigt eine Gruppenschaltung von Elementen. Zur Gegenüberstellung der Kapazität*) der Elemente in Amperestunden und der Leistung sei nochmals ein Beispiel unter Vernachlässigung des äußeren Widerstandes angeführt. Die Kapazität eines Elementes mit einer EMK von 2 Volt bei 100 Stunden Stromabgabe und einer Stromstärke von etwa 0,1 Ampere ist = 0,1 • 100 = 10 Amperestunden. Bei Hintereinanderschaltung von 10 solchen Elementen fließt gleichfalls nur ein Strom von 0,1 Ampere; mithin werden in 100 Stunden ebenfalls 0,1 x 100 = 10 Amperestunden geliefert. Schaltet man jedoch die Elemente parallel, so verzehnfacht sich die Kapazität in Amperestunden. Es ist dann die gesamte Kapazität 0,1 x 10 x 100 = 100 Amperestunden. Die Leistung ist bei Hintereinander- und bei Parallelschaltung von 10 Elementen die gleiche, nämlich: bei Hintereinanderschaltung 10 Amperestunden x 20 Volt = 200 Wattstunden, bei Parallelschaltung 100 Amperestunden x 2 Volt = 200 Wattstunden. 7. Berechnung der größten nutzbaren Stromstärke. Wenn n Elemente geschaltet werden und mente r Ohm beträgt, innere Widerstand der

mit je einer EMK von e Volt hintereinander der innere Widerstand eines jeden dieser Eleso ist die EMK der Batterie = e • n und der Batterie = n • r. Schaltet man z Batterien zu 71 * r je n Elementen parallel, so ist der gesamte innere Widerstand • n'r z Bei einem äußeren Widerstand B ist der Gesamtwiderstand 1- R z ' ) Fassungsvermögen.

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und "der Strom nach dem Ohmschen Gesetz R z B e i s p i e l : 20 Elemente mit einer EMK von 1,5 Volt und einem inneren Widerstand r = 0,2 Ohm sind zu einer Batterie zusammengeschaltet, die aus 2 Reihen zu 10 Elementen besteht. Diese Batterie ist an einen äußeren Widerstand R von 60 Ohm gelegt. Wie groß ist der Gesamtstrom im äußeren Stromkreis und in jeder Batteriereihe? Nach der Formel ist der Gesamtstrom r

7

e n ' = 7 . 7 T T

z

+

R

=

J'5"10 1 0 . 0 , 2 ;, t

15 KA

m

= 1+50 =

.

a oA

etwa0,3

Ampere

-

In jeder Reihe fließt ein Strom 1 °.3 /\ i « i i = — = --¡r- = 0,15 Ampere. u ¿t B e i s p i e l : 20 Elemente von je 1,5 Volt und 0,2 Ohm inneren Widerstand sind so zu gruppieren, daß eine größtmögliche Stromstärke bei 0,25 Ohm äußerem Widerstand erzielt wird. Bedingung ist für diesen Fall, daß

T, R =-

nr

n r

1 oder z =

• i. ^ ist, z H d. h. äußerer Widerstand = innerer Widerstand. Es ist: z = Anzahl der parallel geschalteten Reihen, n = Anzahl der Elemente in jeder Reihe, 20 n • z ist offenbar = 20; z n In unserem Beispiel ist aus der Bedingungsgleichung — °' 2 J r i 025 ' z ist aber auch = woraus

—, n

20 0,2 n n ~ 0,25 ' Hieraus errechnet sich 0,2 •re2= 20 • 0,25 n=

i

/ 20 • 0,25 / =

roV

i25;

n

=

5

-

In jeder Reihe sind somit n = 5 Elemente; das ergibt bei 20 Elementen z = 4 Reihen.

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43

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b) A k k u m u l a t o r e n o d e r

Sammler.

Akkumulatoren oder Sammler sind galvanische Elemente, deren Elektroden nach der Entladung durch einen in umgekehrter Richtung wie bei der Entladung hineingeleiteten Strom wieder in den ursprünglichen Zustand zurückgeführt werden können. Man kann also in ihnen die von einem Gleichstromerzeuger gelieferte Energie aufspeichern, um sie später zu beliebiger Zeit oder auch an einem anderen Orte wieder abzugeben. Steht zum Laden des Akkumulators nur Wechselstrom zur Verfügung oder soll durch den Akkumulator ein Wechselstromnetz gespeist werden, so muß eine Umformung des Stromes vorgenommen werden. Von den zahlreichen vorgeschlagenen und theoretisch möglichen Bauarten eines Akkumulators haben sich in der Praxis nur zwei durchgesetzt: 1. der Blei-Akkumulator mit Schwefelsäure als Elektrolyt, 2. der Stahl-Akkumulator mit Kalilauge als Elektrolyt. 1. Der Blei-Akkumulator. T h e o r i e . Taucht man zwei Bleip.latten, von denen die eine einen Überzug aus Bleidioxyd (Pb0 2 ) von schwarzbrauner Farbe, die andere einen solchen aus fein verteiltem schwammigem Blei (Pb) von grauer Farbe hat, in ein Gefäß mit verdünnter Schwefelsäure (II 2 S0 4 ) und verbindet sie über einen äußeren Widerstand, so fließt in diesem ein Strom von der Pb0 2 -Platte (+-Platte) zur PbPlatte ( - - P l a t t e ) , Abb. 59 rechts. Durch den Elektrolyt, im Innern der Zelle, fließt der Strom von der Platte zur Platte, wobei die Schwefelsäure in H 2 und S 0 4 zerlegt wird. H 2 wandert in der Stromrichtung und es bildet sich an beiden Elektroden Bleisulfat ( P b S 0 4 ) nach der Formel: P b 0 2 + 2 I i 2 S 0 4 + Pb - > P b S 0 4 + 2 I I 2 0 + PbS0 4 + -Platte —Platte + -Platte —Platte Die Zelle liefert solange einen Strom, bis die wirksamen Massen der Platten Pb0 2 und Pb, in P b S 0 4 überführt sind (Entladung). Schickt man nun einen Strom in umgekehrter Richtung durch die Zelle, Abb. 59, links, so werden die Elektroden nach derselben Gleichung, nur von rechts nach links gelesen, wieder in den ursprünglichen Zustand zurückverwandelt: P b S 0 4 + 2 H 2 0 + P b S 0 4 - > P b 0 2 + 2 H 2 S 0 4 + Pb (Ladung) - f -Platte —Platte + -Platte —Platte Bei der Entladung wird dem Elektrolyt Schwefelsäure entzogen und Wasser gebildet. Die Dichte des Elektrolyt sinkt daher. Umgekehrt

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wird bei der Ladung dem Elektrolyt Wasser entzogen und Schwefelsäure gebildet, die Dichte des Elektrolyt steigt daher. 2. Aufbau des Akkumulators. P l a t t e n . Um eine Platte zu bilden, müssen die wirksamen Massen auf einem Träger untergebracht werden, der verschiedene Formen erhalten kann. Für Akkumulatoren, die in der Fernmeldetechnik verwendet werden, kommen in Betracht: P o s i t i v e G r o ß o b e r f l ä c h e n p l a t t e n . Der Träger ist ein aus Weichblei gegossener Körper, der mit zahlreichen feinen Rippen versehen ist. Die Abb. 60 zeigt ein Stück einer Großoberflächen-Platte. Auf der durch die Rippen gebildeten großen Oberfläche wird durch ein elektromechanisches Verfahren (Formation) die wirksame Masse in dünner Schicht aus dem Blei selbst gebildet. Die ganze positive Großoberflächenplatte ist in Abb. 61 zu sehen.

Abb. 62.

A b b . 63.

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P o s i t i v e u n d n e g a t i v e G i t t e r p l a t t e n . Der Träger ist ein gitterförmiger Körper aus Hartblei, in dessen Felder Bleiverbindungen in Form einer Paste eingetragen werden. Durch die Formation werden diese in P b 0 2 bzw. Pb umgewandelt. Positive und negative Platten unterscheiden sich nur durch die Gitterform und die Zusammensetzung der Paste. Abb. 62 zeigt die positive, Abb. 63 die negative Gitterplatte. P o s i t i v e R a h m e n - oder M a s s e p l a t t e n (Abb. 64). Der Träger ist ein großfeldriger Rahmen aus Hartblei zur Aufnahme der wirksamen Masse. N e g a t i v e K a s t e n p l a t t e n . Der Träger ist ein weitmaschiges Gitter, das auf beiden Seiten durch fein gelochtes Bleiblech abgedeckt ist. Diese Platte wird in der Regel mit der Großoberflächenplatte als positiver Platte verwendet. Aus der Abb. 65 ist der Aufbau der Kastenplatte zu erkennen. Abb. 66 zeigt die Gesamtform.

A b b . 64.

G e f ä ß e . Zur Aufnahme der Platten und des Elektrolyts dienen Glasgefäße, Holzkästen mit Bleiblechausschlag, Hartgummikästen oder Steinzeugkästen. Wegen der Bruchgefahr können Glasgefäße nur bis zu einer gewissen Zellengröße (etwa 500 Ah Kapazität bei 10 stündiger

IL lllllf « m

I • \~TT-

A b b . 65.

A b b . 66.

Entladung) verwendet werden. Durch Parallelschalten mehrerer Einzelzellen in Glasgefäßen lassen sich Zweifach- und Dreifachzellen bilden. Bei Holzkästen mit Bleiblechausschlag werden die Platten auf Glasstützscheiben aufgehängt. E i n b a u u n d P l a t t e n t r e n n u n g . Großoberflächenplatten hängen mit seitlichen Nasen auf dem Gefäßrand, Abb. 67, oder auf Einbuchtungen des Gefäßes, bei Holzkästen auf Glasstützscheiben. Gitter-

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und Rahmenplatten stehen auf Vorsprüngen am Boden des Gefäßes. Die Platten werden so eingebaut, daß immer eine positive Platte zwischen zwei negative Platten kommt, Abb. 68. Die Endplatten sind ^ immer negativ; jede Einzelzelle hat also eine negative Platte mehr als positive (nur einige wenige Sonderausführungen haben eine positive und eine negative Platte). Zur Plattentrennung dienen Glasstäbe, Hartgummistäbe, besonders behandelte Holzbrettehen oder Rippen, die in die Wände der Glasgefäße eingepreßt sind. Die Platten Abb 67 gleicher Polarität werden an A b b ß8 eine gemeinsame Bleileiste oder Polbrücke angeschlossen. Die Verbindungen dürfen nicht mit den üblichen Lötmitteln hergestellt werden, da diese nicht säurebeständig sind, sondern müssen aus Blei bestehen; zur Herstellung wird eine sehr heiße Flamme benötigt, meist ein Knallgasgebläse. Bei größeren Batterien werden diese Arbeiten durch einen Akkumulatorenfachmann ausgeführt. Da das aber mit gewissen Umständen verknüpft ist und auch Kosten verursacht, wendet man bei kleineren Anlagen vielfach die fertig verlötete Ausführung an; bei dieser sind die Platten gleich im Lieferwerk zu Sätzen zusammengebaut und

Abb. co. brauchen an Ort und Stelle nur in die Gefäße eingehängt zu werden. Siehe Abb. 69. Die einzelnen Zellen werden dann durch Schraubverbindungen hintereinandergeschaltet, alle Lötarbeiten sind vermieden. E l e k t r o l y t . Als Elektrolyt dient verdünnte Schwefelsäure, die besonderen Reinheitsvorschriften genügen muß. Insbesondere schädigen Chlor- und Stickstoffverbindungen sowie die Metalle der Schwefelwasserstoffgruppe die Platten. Die Dichte des Elektrolyts ist 1,20 bis 1,24 g/cm 3 , gemessen am Ende der Ladung, und zwar wird die

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47

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stärkere Säure benutzt, wenn die in der Zelle verfügbare Säuremenge verhältnismäßig klein zur Kapazität der Zelle ist, umgekehrt die schwächere Säure, wenn viel Elektrolyt zur Verfügung steht. S. Spannung und Kapazität. In der Ruhe, d. h. wenn ihm weder Strom entnommen oder zugeführt wird, zeigt ein Akkumulator eine Spannung, die mit genügender Genauigkeit E = Säurcdichte-)- 0,84 Volt beträgt (Ruhespannung = Elektromotorische Kraft). Bei der Entladung sinkt die Klemmenspannung sofort um einen Betrag gleich dem durch den inneren Widerstand verursachten Spannungsabfall. Bei weiterer Entladung wird, wie oben ausgeführt, durch das gebildete Wasser die Säure verdünnt, die Klemmenspannung sinkt daher allmählich, um gegen Schluß der Entladung steil abzufallen. Dieses Sinken der Klemmenspannung wird um so rascher vor sich gehen, je stärker die Entladeströme sind. Man betrachtet die Entladung als beendet, wenn der steil abfallende Knick in der Entladekurve erreicht ist. Die Abb. 70, Schaulinie E, zeigt den

—

-

si

Abb. 70.

Spannungsverlauf (Klemmenspannung) an einem Akkumulator während einer 10 stündigen Entladung. Schaulinie S veranschaulicht die Abnahme der Säuredichte a bei der Entladung. Bei ganz langsamer Entladung behält der Akkumulator während längerer Zeit eine Spannung von 2 Volt je Zelle. Sobald man die Entladung unterbricht, steigt die Klemmenspannung sehr plötzlich und erreicht wieder den Betrag der Ruhespannung. Aus vorstehendem läßt sich auch die Tatsache erklären, daß man einer Akkumulatorenzelle um so mehr Amperestunden entnehmen kann, je geringer die Entladestromstärke ist. Die Kapazität einer Zelle steigt also bei Entladung mit hoher Stromstärke. Beispielsweise kann eine Zelle mit Großoberflächenplatten, die 90 A 3 Stunden lang hergibt, also 270 Ah hat, 36 A10 Stunden lang hergeben, hat dann also eine Kapazität von 360 Ah, 1 Stunde lang würde sie 190 Ah hergeben. Bei der Ladung, siehe Abb. 70, Linie L, steigt die Spannung nach einem kurzen plötzlichen Anstieg allmählich, bis eine Klemmenspannung von 2,4 Volt erreicht ist. Hier setzt die Gasentwicklung ein, d. h. der hineingeleitete Strom wird nicht mehr vollständig zur Umwandlung der wirksamen Masse verwendet, sondern ein Teil zersetzt den Elektrolyt in Wasserstoff und Sauerstoff. Die

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48

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Spannung steigt deshalb sehr plötzlich und erreicht schließlich einen Wert von 2,75 Volt. Damit ist dann die Ladung beendet. 4. Anwendung der verschiedenen Plattenbauarten. Akkumulatoren arbeiten im Fernmeldewesen unter den verschiedensten Betriebsbedingungen. Beim Betrieb mit Wechselbatterien wird die eine Batterie auf das Netz entladen, in der Zwischenzeit wird die zweite Batterie aufgeladen. Dann werden die Batterien umgeschaltet, Batterie 2 kommt nunmehr zur Entladung, Batterie 1 auf Ladung. Der Wechsel findet in verhältnismäßig kurzer Zeit täglich oder alle zwei Tage statt. Eine andere Betriebsart ist der Pufferbetrieb oder die Dauerladung. Hierbei liegt die Batterie parallel zum Stromerzeuger am Netz. Der Stromerzeuger ist auf die mittlere Netzbelastung eingestellt, übersteigt diese die Leistung des Stromerzeugers, so liefert die Batterie den Überschuß, liegt die Netzbelastung unter der Leistung des Stromerzeugers, so wird die Batterie aufgeladen. Für diese Betriebsverhältnisse eignet sich eine Batterie mit positiven Großoberflächenplatten und negativen Kastenplatten oder Gitterplatten. Mitunter liegt der Betrieb aber auch so, daß der Strombedarf des Netzes durch eine verhältnismäßig kleine Batterie längere Zeit gedeckt werden kann, also eine Aufladung nur in größeren Zwischenräumen notwendig wird. In diesem Fall werden Gitterplatten angewendet, die bis zu etwa zwei Monaten ohne Neuaufladung arbeiten können. Ist der Strombedarf sehr gering, so daß die Batterie in noch längeren Zwischenräumen aufgeladen werden kann, werden Zellen mit Rahmenplatten vorgesehen. Akkumulatoren mit Rahmenplatten dienen daher auch vielfach als Ersatz für Primärelemente, und zwar dann, wenn die erforderlichen Leistungen durch diese nicht mehr aufgebracht werden können oder die Wartung und Instandhaltung, insbesondere bei Naßelementen, zu umständlich ist. Für solche Zwecke sind besondere Bauarten ge-

Abb. 71.

A b b . 72.

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49 —

schaffen worden, die YARTA-Typen „Accomet" und „Ad", die bis zu einem Jahr ohne Zwischenladung arbeiten können. Diese Zellen haben nur eine positive und eine negative Platte. Die Abb. 71 zeigt die äußere Form der Accomet-Zelle, Abb. 72 die der Ad-Zelle. Die technischen Daten sind der nachstehenden Übersicht zu entnehmen. Typ

Accomet I Accomet I I Ad

K a p a z t a t bei HöchstLade1000 Std. strom Entla dung A mit mA Ah

20 40 80

20 40 80

0,4 0,8 1,5

Ausmaße der Zelle in mm lang | breit | hoch

70 70 80 80 80 | 142

155 200 240

Gewic h t kg Zelle

Säure

0,29 0,55 1,05

1,4 2,25 4,4

Im Vergleich zu den Primärelementen ist der innere Widerstand der Accomet-Zellen sehr gering und sie haben während der ganzen Entladezeit von nahezu 1000 Stenden (s. Übersichtstafel) eine fast gleichbleibende Klemmenspannung. Abb. 73 zeigt den Verlauf der Entladekurve A im Vergleich zu der Entladekurve P einer Primärelementbatterie mit 3 Zellen. Die Accomet-Zellen brauchen nur etwa in Abständen von einigen Monaten wieder aufge100 200 300 400 500 SOO 700 S00 900 h laden zu werden. A b b . 73.

5. Betrieb. Die Batterien können mit dem normalen Ladestrom aufgeladen werden, der auf der vom Lieferwerk der Batterie beigefügten Behandlungsvorschrift jedesmal angegeben ist. Der Ladestrom entspricht bei Batterien mit Großoberflächenplatten dem dreistündigen Entladestrom, bei Batterien mit Gitter- und Rahmenplatten dem zehnstündigen Entladestrom. Es schadet aber nichts, wenn die Batterien mit geringerem Ladestrom aufgeladen werden, nur dauert dann die Aufladung entsprechend länger. Außerordentlich empfehlenswert ist es, bei Batterien mit Großoberflächenplatten den Ladestrom nach Eintritt der Gasentwicklung etwa auf die Hälfte herabzusetzen. Die Verluste durch zu starke Gasentwicklung und die damit verbundene mechanische Beanspruchung der Platten wird auf diese Weise herabgesetzt. Die Umwandlung von elektrischer Energie in chemische und umgekehrt geht nicht ganz verlustlos vor sich. Es müssen deshalb in die Batterie mehr Amperestunden hineingeladen werden als herausgenommen worden sind. Die Praxis hat gezeigt, daß hierfür etwa lOvH ausreichen. Die Lieferwerke geben deshalb allgemein als Wirkungsgrad in Ah = herausgenommene Ah zu hineigeladene Ah, 90vH an. Zur Feststellung des Wirkungsgrades in Wh müssen noch die herausgeG o e t s c h , Taschenbuch 9.

5

— 50 — nommenen Ah mit der mittleren Entladespannung und die hineingeladenen Ah mit der mittleren Ladespannung multipliziert werden. Bei Lade- und Entladebetrieb kann man im Fernmeldewesen mit etwa 75vH Wirkungsgrad in Wh rechnen, bei Pufferbetrieb ist dieser Wirkungsgrad höher. Bei Pufferbetrieb wird die Leistung des Stromerzeugers auf die mittlere Netzbelastung eingestellt. Hierbei ist nicht berücksichtigt, daß jeder Akkumulator eine gewisse Selbstentladung hat, einerlei ob er arbeitet oder in Ruhe steht. Damit die Batterie nun immer in gleichem Ladezustand ist, muß ihr zusätzlich ein Strom zugeführt werden, der die inneren Verluste durch Selbstentladung gerade ausgleicht. Man bezeichnet diesen Strom als Ladungserhaltungsstrom. Er beträgt bei Batterien mit Großoberflächenplatten etwa 1 / ;oo des normalen Ladestromes. Einen Anhalt für die Beurteilung des Entladezustandes einer Batterie gibt die Spannung unter Belastung, wobei zu berücksichtigen ist, daß diese sich mit der Höhe der jeweiligen Entladestromstärke ändert. Die Ruhespannung ist kein Kennzeichen für den Entladen zustand. Für die Praxis genügend genaue und leicht feststellbare Ergebnisse erreicht man durch Messen der Säuredichte, die während der Entladung proportional mit der entnommenen Strommenge zurückgeht. Um wieviel die Säuredichte sinkt, hängt von der Größe der Zellen und der in diesen vorhandenen Säure ab,, so daß sich allgemeine Angaben darüber nicht machen lassen. Im einzelnen Falle Jl mißt man daher bei einer Entladung die herausgenommenen y Strommengen (Kapazitätsprobe) und stellt zum Schluß der Entladung fest, bis zu welchem Wert die Säuredichte abgesunken ist, und betrachtet diesen als Grenzwert der Säure•J s dichte für die späteren Entladungen im Betrieb. Gelegentw liehe Änderungen der Säuredichte durch Nachfüllen von Abb. 74. destilliertem Wasser müssen von Zeit zu Zeit durch eine Kontrollmessung richtiggestellt werden. Zur Prüfung der Säuredichte dient das Aräometer. Das Aräometer ist ein Schwimmkörper k (Abb. 74), durch ein Gewicht G belastet und Grad BS

Spez. Gewicht a

H2SO. vH

3,4 6,7 10,0 13,0 16,0 18,8 21,4 24,0 26,4 28,8 31,1 33,3

1,025 1,050 1,075 1,100 1,125 1,150 1,175 1,200 1,225 1,25Q 1,275 1,300

3,76 7,37 10,90 14,35 17,66 20,91 24,12 27,32 30,48 33,43 36,29 39,19

—

51

—

mit einer TauchskalaS versehen, die in Baumegraden geeicht ist. Nachstehender Zahlentafel ist das Verhältnis zwischen den Graden Baume (Bi), dem spezifischen Gewicht und dem vll-Gehalt an H 2 S0 4 zu entnehmen. Die Grade B ift o rH OÎCO iíi 0H4 NO-T(MCtTr» ÎO I!^t^rH tí» co o ^ t> irti»

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Í3ÍS B * o o" o o" ^-T - Î rt pen, Richtungs- oder auch Gruppenlampen, Anruftafeln, Kontrolltafeln, Abstelldruckknöpfen und —i den erforderlichen Relais. Die Ruftaster, Abb. 267, sind in den Hotelzimmern, in der Regel unmittelbar neben der Tür, untergebracht. Die Taster enthalten 1, 2 oder 3 Ruftasten, je nachdem die Anlage für eine oder den unterschiedlichen Ruf mehrerer Bedienungsarten (Kellner, Mädchen, Hausdiener) einA b b . 267. 1928,

')

Schiewig. 62—64.

R.,

Fernmeldeanlagen

für

Hotels,

Telegr.-Praxis

8,

—

138

—

gerichtet ist. Bei mehrteiligen Anlagen wird jede Bedienungsart durch eine bestimmte Farbe des Lichtes kenntlich gemacht. Die Tasten selbst werden durch Buchstaben oder durch Bilderschrift (Bildsymbol neben jeder Taste) gekennzeichnet. Im Tastergehäuse ist, wie aus den Abbildungen zu erkennen, gewöhnlich noch eine Schnarre und eine Steckschlüsselbuchse nebst Federsatz eingebaut; die Aufgabe dieser Einrichtung wird weiter unten beschrieben. Jedem Ruftaster ist eine Zimmerlampe zugeordnet, die außerhalb des Hotel- oder Krankenhauszimmers, oberhalb der Tür, angebracht ist, s. Abb. 268.

Abb. 268.

In der Rosette dieser Zimmerlampen sind entweder nur eine weiße oder zwei bzw. drei verschiedenfarbige Glühlampen untergebracht. Im Hotelgang sind an geeigneten Stellen (Kreuzung von zwei Gängen) Gruppen- oder Richtungslampen angebracht, die dem Personal das Auffinden des Hotelzimmers, aus dem gerade gerufen wird, erleichtern sollen. Im Bild 269 ist eine dreiteilige Gruppenlampe mit dreieckigem Querschnitt gezeigt. Im Aufenthaltsraum des Personals befindet sich in der Regel eine mehrteilige Lichtruftafel, an der jeder Ruf (Nummer des Zimmers) zu erkennen ist.

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139

—

Der Betrieb wickelt sich im wesentlichen wie folgt ab: Der Hotelgast drückt eine Ruftaste, z. B. die zum Herbeirufen des Kellners. Hierdurch leuchtet eine rote Lampe in der Rosette über der Zimmertür auf. Es leuchten aber auch alle Richtungs- oder Gruppenlampen auf, die der gerufenen Bedienung, gleichviel wo diese Personen sich augenblicklich aufhalten, zu erkennen geben, in welchem Teil des Hauses Bedienung gewünscht wird. Im- Aufenthaltsraum selbst erscheint an der Lichttafel ein Lichtzeichen, und es ertönt gegebenenfalls auch noch

Abb. 269.

A b b . 270.

ein akustisches Rufzeichen (Wecker). Der Wecker läutet meistens nur so lange, wie der Hotelgast auf den Anrufknopf drückt; die eingeschalteten Lichtsignale bleiben weiter bestehen. Der Kellner folgt den Lichtzeichen und begibt sich zu dem Hotelzimmer, über dessen Tür die ihm geltende rote Lampe eingeschaltet ist. An der Tür angelangt, drückt der Kellner auf eine neben der Tür angebrachte Abstelltaste, Abb. 270, und bringt dadurch sämtliche diesen Ruf kennzeichnenden Lichtsignale zum Erlöschen. In Lichtrufanlagen ist, wie erwähnt, die Schaltung so eingerichtet, daß das Weckersignal beliebig oft wiederholt werden kann, ohne dabei die beim ersten Anruf eingeschalteten Lichtsignale zu stören " " oder auszuschalten (Abb. 271). Durch Drücken des Rufkontaktes RK werden Relais R erregt und Wecker W eingeschaltet. Relais R schließt AK seinen Kontakt, Lampe L leuchtet auf. Außerdem wird A b b . 271. (parallel zur Lampe) Haltewicklung h des Relais R eingeschaltet. Bei wiederholtem Drücken aui die Taste RK ertönt immer wieder das Weckersignal. Lampe L kann jedoch nur durch Drücken der Taste AK zum Erlöschen gebracht werden. Bei größeren Anlagen werden Rufwiederholer eingebaut, die in Zeitabschnitten von 15 oder 20 Sekunden den vom Hotelgast erstmalig ausgelösten Weckruf (auch Schnarre) selbsttätig wiederholen. In Abb. 272 ist das Schaltungsprinzip einer Lichtsignalanlage mit sog. Richtungslampen veranschaulicht. Rufkontakt RK ist im Hotelzimmer angebracht. Durch Betätigen dieses Druckknopfes wird Relais R erregt und schließt seine beiden Kontakte rx und r 2 . Über r±

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—

140

—

bleibt Relais R unter Strom und Zimmerlampe ZL leuchtet aui. Über r2 bekommt Richtungslampe RL Strom, Relais Q wird erregt. Dieses schaltet entweder weitere Richtungslampen auf dem Wege zum Personalraum ein oder es wird (wenn das Zimmer des anrufenden Gastes sich in der Nähe dieses Raumes befindet) über Kontakt q ein zur Ruftafel BT gehörendes Relais P erregt, welches wiederum über Kontakt p die Anruflampe AL und Wecker W einschaltet. Außerdem kann

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A b b . 272.

an einer Kontrolltafel eine Kontrollampe CL zum Aufleuchten gebracht werden. In der Abb. 273 ist die Grundschaltung einer Lichtrufanlage dargestellt, bei der das Teilnehmerrelais Tr die Zimmerlampe Z und das Gruppenrelais Gr, welches die Gruppenlampe einschaltet, hintereinander geschaltet sind. Wird die Ruftaste Rt gedrückt und das Teilnehmerrelais Tr eingeschaltet, so hält sich dieses über seinen eigenen- Kontakt t. Die Signale werden abgestellt durch Drücken der Abstelltaste At. Abb. 274 zeigt eine ähnliche Anlage zum Anschluß an Wechselstrom und mit mechanischer Halterung für das Teilnehmerrelais Tr. Als Gruppenrelais wird hier ein einfaches Gleichstromrelais benutzt mit parallel zur Wicklung geschaltetemTrokkengleichrichter OL Lichtrufanlagen werden neuerdings häufig zum unmittelbaren Anschluß an das Abb. 273. Wechselstromlichtnetz ge-

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141

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b a u t . Beim Anschluß an eine Sammlerbatterie (24 Volt) ist zu beachten, daß die kleinen Signallampen recht viel Strom verbrauchen. Der einteilige Taster in Abb. 267 enthält noch eine kleine Glühlampe, die sogenannte Beruhigungslampe; sie zeigt dem Hotelgast, daß sein Ruf wirksam geworden ist. Alle Taster der Abb. 267 lassen noch eine kleine S,teckbuchse erkennen. Wenn in diese Buchse ein Stecker gesteckt wird, so wird über den Federsatz die dargestellte Schnarre eingeschaltet, die folgende Aufgabe zu erfüllen hat. Ist ein Zimmermädchen in einem Hotelzimmer beschäftigt, so ist sie außerstande, die lautlosen Lichtsignale im Hotelkorridor wahrzunehmen, wenn von einem anderen Zimmer aus gerufen wird. U m trotzdem Kenntnis von einem Anruf zu erhalten, kann das Zimmermädchen den Stecker, den sie m i t sich f ü h r t , in die gezeichnete Buchse einführen, so daß n u n m e h r die eingebaute Schnarre in den Signalstromkreis eingeschaltet ist. In großen Betrieben ist es oft erforderlich, leitende Abb. 275. Personen schnellstens aufzufinden, auch wenn sie sich auf dem Gang durch den Betrieb befinden. Als Beispiel einer solchen Personensuchanlage wird nachstehend eine Arztesuchanlage beschrieben.

Abb. 276.

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143

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Die Suchzentrale (s. Abb. 275) wird in der Fernsprechzentrale aufgestellt und von dort aus bedient. Die Arztmeldetaster sind beim Pförtner und in den einzelnen Räumen (s. Abb. 276) angeordnet. Die Suchzentrale enthält ein Lampenfeld, entsprechend der Anzahl der Meldestellen und so viele Suchschalter, wie Personen gesucht werden sollen. Beim Betreten des Krankenhauses betätigt jeder Arzt im Pförtnerzimmer die ihm zugeordnete Meldetaste und weiterhin auch in jedem Raum, in dem er sich dann aufhält. Durch diese Meldung wird jeweils ein besonderer, nach der Suchzentrale verlaufender Suchstromkreis vorbereitet. Wird nun in der Fernsprechzentrale ein bestimmter Arzt, z. B. der Chef-Arzt gesucht, so drückt die Bedienungsperson in der Zentrale den diesem Arzt zugeordneten Suchschalter (untere Reihe der Suchzentrale). Hierauf leuchtet im Lampenfeld der Suchzentrale eine Lampe auf, die anzeigt, von welcher Meldestelle der Arzt sich zuletzt gemeldet hatte, und es kann nun der Arzt über den Fernsprecher erreicht werden. In der Abb. 277 ist die Schaltung einer solchen Personensuchanlage für drei Ärzte und drei Meldestellen wiedergegeben. Die Schaltvorgänge wickeln sich etwa wie folgt ab. Der Arzt A drückt beim Betreten des Zimmers I seine Meldetaste MAI, hierbei werden die Kontakte ma\ und ma\ kurzzeitig (solange die Taste gedrückt ist) umgelegt; der Kontakt % des Relais Ä i schließt und bleibt geschlossen. Über diesen Kontakt % wird die Zimmerlampe I in der Suchzentrale eingeschaltet (Stromkreis 1), sobald zwecks Feststellung des Aufenthaltsortes des Gesuchten, der zugehörige Abfrageschalter A umgelegt wird (Stromkreis 2 V e r l ä ß t der Arzt A das Zimmer I und begibt sich nach dem Zimmer III, so muß er seine Taste MAIII beim Eintreten in das Zimmer III drücken. Dadurch werden dann die Relais Al und A2 (über Stromkreis 3) erregt, sie ziehen ihre Anker an, wodurch an der Taste MAI der Kontakt ax wieder geöffnet wird. Nunmehr ist aber über den Kontakt a3 der Stromkreis für die Zimmerlampe III vorbereitet, der dann beim Drücken des Abfrageschalters A geschlossen wird.

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Abb. 278.

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Abb. 279.

') Stromkreis 2 schließt sich hier an Stromkreis 1 an.

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144

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Lichtrufanlagen lassen sich auch so bauen, daß die Bedienungspersonen der Hotels und Krankenhäuser nicht immer den Weg zum R u f e n d e n zurücklegen müssen, u m sich nach den Wünschen zu erk u n d i g e n , sondern daß der Wunsch bereits beim Kufen offenbart wird. Bei den Wunschruf anlagen benutzt der Rufende nicht lediglich einen Druckknopf, sondern eine Art Wähler, Abb. 278. Dieser Wähler h a t eine Kurbel K, die zuerst auf das Symbol des gewünschten Gegenstandes (im Krankenhaus z. B. Heizkissen, Zeitung usw.) eingestellt und dann eine R u f t a s t e d betätigt wird. Abb. 279 zeigt die äußere Ansicht des Empfängertablos mit den Lampenfeldern 1, den Zimmern u m m e r n 2, den sog. Wunschlampen 3 und den Abfragetasten 4. An H a n d der Abb. 280 soll die Wirkungsweise einer Wunschrufanlage beschrieben werden. H a t der Rufende in Zimmer I gewählt, d. h. die Kurbel K seiner Wählers eingestellt und die R u f t a s t e RT gedrückt, so spricht in d e Zentrale am Empfängertablo (über Stromkreis 1) das Relais T an uds schaltet die Lampe W 3 ein — wodurch das Symbol des vom Rufendnn zum Ausdruck gebrachten Wunsches als Lichtzeichen erscheint. Uem n u n festzustellen, von welchem Zimmer aus der Wunsch W3 geäußert wurde, wird der der Lampe W3 zugeordnete Abfrageschalter AT gedrückt, worauf die Zimmerlampe ZLt über eingestellte Kurbel K auf K o n t a k t 3 und den Anker t" des zugehörigen Relais Tx aufleuchtet. Der erwähnte Tastendruck RT im Zimmer I bewirkt aber nicht nur die soeben beschriebene Einschaltung des Wunschtablos (RT oben), sondern gleichzeitig auch die Inbetriebsetzung der gewöhnlichen Lichtrufanlage (RT unten). Das Relais T wird erregt. T zieht seinen Anker i' an, der, wie Anker t", auch mechanisch gehalten wird, t' schließt den Stromkreis 3 (—, t' K o n t a k t , Zimmerlampe ZL, Gruppenrelais 0lt + ) für die Zimmerlampe und das Gruppenrelais Ov Über den Anker V wird auch die Beruhigungslampe BL eingeschaltet, die dem K r a n k e n anzeigt, daß sein Ruf die Anlage in Gang gebracht hat. Das Gruppenrelais Ox schaltet über seinen K o n t a k t g I I I den Rufwiederholer RW ein ( + . g I I I , 6, 7, —), worauf dann über das Schneckengetriebe tr die Nockenscheiben m i t den Federsätzen 3, 4, 5 betätigt werden. Über Federsatz 3 und 4 sowie K o n t a k t g I des Gruppenrelais C, wird Summerstrom über die Schnarre Sch gegeben, wenn der Schalter k z. B. im Zimmer I I I umgelegt, d. h. der auf Seite 141 erwähnte Stecker in die Steckerbuchse, Abb. 267, gesteckt worden ist. Durch das Stecken dieses Schlüssels wird auch über der Zimmertür außerhalb des Zimmers I I I die Anwesenheitslampe AL aufleuchten, die anzeigt, daß in dem Zimmer Bedienung anwesend ist. Ist ein Steckschlüssel in keinem der Zimmer gesteckt, so bleibt das Arbeiten des Rufwiederholers RW ohne Wirkung und er schaltet sich selbst aus, wenn der K o n t a k t 5 wieder unterbrochen wird. Der Rufende wird bedient und hierbei auch wie üblich die Zimmerlampe durch die Abstelltaste abgestellt, wodurch dann auch das Gruppenrelais 0 1 abfällt.

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nrwf +1 * G o e t s c h , Taschenbuch

145

Abb. 280. 11

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146

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III. Elektrische Wasserstand-Fernmelder. Wasserstand-Fernmelder werden zur Anzeige des Wasserstandes in Behältern der Wasserwerke, in Talsperren usw. und zur selbsttätigen Pumpensteuerung verwendet.

a) Voll- oder L e e r m e l d e r . Wasserstand-Fernmelder als Volloder Leermelder dienen zur Fernmeldung des tiefsten oder höchsten Wasserstandes. Eine einfache Signalanordnung zum Anzeigen des höchsten oder des tiefsten Wasserstandes zeigt Abb. 281 (M. & G.). Auf einer Achse e des Gebers ist ein Schwimmer s an einem Hebelarm mittels Kette oder Seil befestigt. Steigt das Wasser in dem Behälter, über welchem der Schwimmer s schwebend aufgehängt ist, so weit, daß der Schwimmer vom Wasser getragen wird, so erfolgt eine Entlastung des Hebelarmes, die Feder c dreht die Achse e und verbindet durch die Doppelfeder / den Erdanschluß e mit dem Leitungsanschluß v. Der im Empfänger eingebaute Rasselwecker W schlägt an über: b, 1, W, L, v, / , e. Das Signal bedeutet in diesem Fall eine Voll-Meldung. Der Wecker am Empfänger kann durch Drücken .der Abstelltaste (WeckerA b b 28i ausschalter) ausgeschaltet werden. Das Relais r zieht hierbei seinen Anker a an, unterbricht den Weckerstromkreis bei 1 und hält sich über 2, bis der Stromkreis am Geber beim Sinken des Wasserspiegels wieder unterbrochen wird. Diese Einrichtung ist mit geringen Änderungen am Geber auch als Leermelder zu verwenden. Die Feder e mit dem Erdanschluß muß in diesem Fall hinter der Feder / angebracht und die Leitung L an die Feder 1 angeschlossen werden. Der Schwimmer wird vom Wasser getragen, bis der Wasserspiegel seinen niedrigsten Stand erreicht hat und das Schwimmergewicht die Achse e gegen den Zug der Feder c dreht. Die Doppelfeder / schließt dann den Stromkreis für den Wecker im Empfänger.

b) Voll- und L e e r m e l d e r . Voll- und Leermelder dienen zur Fernmeldung des höchsten und niedrigsten Wasserstandes. Geber und Empfänger, die durch Leitungen miteinander verbunden werden, können beliebig weit voneinander ent-

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147

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fernt sein. Abb. 282 zeigt sehematisch eine einfache Anlage für Vollund Leermeldung. Ein doppelarmiger Kontakthebel 6 am Geber wird durch die Federn F1 und Fi gegen den Zug einer Kette (bzw. Seil) mit dem Anschlag 7 und dem am unteren Ende angebrachten Gewicht in der gezeichneten Lage gehalten. Der Schwimmer 4 ist mit einem durchgehenden Rohr versehen, durch welches das Seil läuft. Sinkt der Wasserspiegel so weit, daß der Schwimmer an das Gegengewicht stößt, so wird Kontakt 1 geschlossen. Steigt das Wasser, so stößt bei

der höchst zulässigen Wasserhöhe der Schwimmer gegen Anschlag 7 und bewirkt Schließen des Kontaktes 2. Über den Stromkreis: Erde, Kontakt 2, Wicklung des Elektromagneten 8, Wecker 14, Kontakt 10 und Batterie wird Elektromagnet 8 erregt und bringt eine Fahne mit der Aufschrift „Voll" zum Vorschein; gleichzeitig ertönt ein Weckersignal. Wecker 14 kann von der Bedienung durch Druck auf Taste T abgestellt werden. Elektromagnet 13 bekommt dann über Kontakt 12 Strom, unterbricht bei 10 den Stromkreis des Weckers und hält sich selbst über 11. Das optische Signal bleibt nach einer Meldung so lange bestehen, bis die Wasseroberfläche wieder gestiegen bzw. gesunken ist. In Abb. 283 ist ein anderes System der Voll- und Leermeldung veranschaulicht. Die Kette mit Schwimmer und Gegengewicht ist über 11*

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148

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zwei Rollen des Gebers gelegt. An der Kette sind zwei verstellbare Anschläge 1 und 2 angebracht, die beim eingestellten höchsten und tiefsten Wasserstand gegen die Gabel z stoßen; wodurch Kontakt 4 bzw. 3 geschlossen wird. Ist der Behälter leer, so hebt Anschlag 2 den rechten Arm der Gabel; hierbei wird Kontakt 4 geschlossen, und es fließt ein Strom von Erde über Kontakt 4, Leitung 6. Wecker I mit rückstellbarer Fallscheibe spricht an, und die Scheibe „Leer" wird sichtbar. Zum Abstellen des Weckers dient der Weckerausschalter mit Spule 9, die im Ruhezustand des Schalters über Kontakt 8 kurzgeschlossen ist. Beim Betätigen des Weckerausschalters (10) wird der Stromkreis über 7 und 8 unterbrochen, Elektromagnet 9 zieht seinen Anker an und hält ihn. Das Einschalten der hochohmigen Spule 9 verringert die Stromstärke so weit, daß der Wecker nicht mehr läutet. Der Anker von 9 fällt ab, wenn Kontakt 4 am Geber beim Steigen des Wasserspiegels wieder unterbrochen wird. Bei der Vollanzeige spielt sich derselbe Vorgang über Leitung 6 und Wecker II ab. Abb. 284 zeigt das wasserdichte Gehäuse des : ~ Gebers mit den zwei Rollen, der Gabel und (links Y oben) den zwei Anschlußklemmen. An Stelle der Wecker I und II, Abb. 283, verwendet man zweckAbb. 284. mäßig Doppelfallklappenrelais nach Abb. 200, die dann in bekannter Weise abgestellt werden.

c) M e l d e r f ü r f o r t l a u f e n d e mit Schwimmer.

Anzeige

Dies sind Apparate, die auf beliebig große Entfernung dauernd und selbsttätig den Wasserstand anzeigen und gegebenenfalls registrieren. Die Kette des Schwimmers ist ebenfalls über zwei Rollen geführt, von denen jedoch die eine als Kettenrad ausgebildet ist und ein Kontaktwerk bewegt, welches über zwei Leitungen und Erde mit dem Empfangsapparat in Verbindung steht. Das Kontaktwerk des Gebers ist in einem gußeisernen Gehäuse, Abb. 285, wasserdicht untergebracht. Die Geber für fortlaufende Anzeige (Stufenmelder) sind so eingerichtet, daß sie Niveauschwankungen in bestimmten Abständen, z. B. von 5 zu 5 cm, auf den Empfänger übertragen. In der Abb. 286 ist der Grundgedanke einer Arbeitsstromschaltung eines Wasserstand-Fernmelders für fortlaufende Anzeige angegeben. Das Kontaktwerk 1-2 des Gebers mit den beiden Kurvenscheiben A und B ist so gebaut, daß je nach der Drehrichtung der Nockenachse die Kontakte 1 und 2 in verschiedener Aufeinanderfolge geschlossen werden. Bei der Drehung der Abb. 285

149 Achse im Uhrzeigersinne wird die Reihenfolge der Kontaktschließungen 2—1, beim umgekehrten Drehsinn 1—2 sein. J e nach der Bewegung des Schwimmers wird also beim Ablauf des Laufwerkes, Abb. 287, nacheinander je ein kurzer Stromstoß in die Leitungen a—b gesandt. Die Kontaktscheiben A — B sind auf der Achse 2 des Laufwerkes, Abb. 287, angebracht. Der Empfänger enthält zwei Elektromagnete I, I I zwischen denen ein Weicheisenanker a x drehbar gelagert ist. Durch die erwähnten Stromstöße wird dieser Anker in dem einen oder anderen Sinne jeweils um 360° gedreht, so daß jede Ankerumdrehung auch einer Anzeigestufe, z. B. 5 cm Wasserspiegeländerung, entspricht. Über ein in der Abbildung sichtbares Zahnradvorgelege mit einem entsprechenden Übersetzungsverhältnis werden die Ankerumdrehungen auf den Zeiger übertragen. Aus der Abb. 286 ist zu ersehen, daß der Anker a x beim 7

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Anziehen durch Elektromagnet I nach links geschwenkt, beim darauffolgenden Anziehen durch I I in gleichem Drehsinn herübergeschwenkt wird und nach Aberregen von I I (wiederum im gleichen Drehsinn) in die gezeichnete Ausgangslage zurückkehrt. Werden die Elektromagnete I und I I in umgekehrter Reihenfolge erregt, so dreht sich auch der Anker im umgekehrten Sinne. Der Geber, Abb. 287, ist so gebaut, daß die soeben erwähnten Kontaktschließungen in nicht zu rascher aber auch nicht schleppender Folge stattfinden, und zwar auch dann, wenn der Wasserspiegel sich ganz langsam ändert. Der Geber enthält ein Lauf- und Federwerk, das dazu dient, die vom Schwimmer durchschrittenen Wegstrecken nur dann in Form der oben beschriebenen Stromstoßfolgen auszulösen, wenn eine bestimmte Wegstrecke (eine Stufe), z. B. 2 oder 6 cm, wirklich zurückgelegt ist. Die Abb. 287 zeigt dieses Federwerk ohne die Kontaktvorrichtung (Abb. 289), die auf der gleichen Achse 2 angebracht st. Auf dieser Achse 2 sind ebenfalls Kettenrad 1 und Kontaktuslösescheibe 3 befestigt. Achse 2 ist in der Gehäusewand 14 und der

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150

—

festsitzenden Buchse 13 gelagert. Buchse 13 ist mit drei um 120° versetzte Einfallnuten 12 versehen. Rastenrad 7 sitzt mit Buchse 16 lose auf Achse 2. Zwischen Nabe 8 des Rastenrades und der Auslöse-

15

7 8 10 6 9 11 5' 2

Abb. 287.

Scheibe 3 ist auf die Achse 2 eine Feder 9 (siehe auch Abb. 288) zwischen zwei langen Stiften 16, 17 mit einer gewissen Vorspannung aufgebracht. Der Stift 16 ist in 3, Stift 17 in 8 eingeschraubt. Ist der federbeeinflußte (6) Hebel 10 in eine Nut 12 von 13 eingefallen, so wird das Rastenrad 7 festgehalten, da Hebel 10, der in einer viereckigen Öffnung 4 der Nabe 8 drehbar gelagert ist, die Drehung des Rastenrades hemmt. Dreht sich das Kettenrad in Richtung .4, so wird unter Vermittlung der Achse 2 sowie der Auslösescheibe 3 und des mit letzterer verschraubten Stiftes 16 Zylinderfeder 9 gespannt. Das linke Ende l der Feder (Abb. 287 und 288) liegt am Stift 17 und wird festgehalten durch 8, 10, 12, 14. Während der Drehung des A b b . 288. Rades 1 und der Scheibe 3 nähert sich der rechte Arm des Hebels 10 der Achse 2, indem Rädchen 11 auf der exzentrischen Innenfläche 5—5' von 3 aufrollt, bis der linke Hebelarm von 10 aus dem Einschnitt 12 herausgehoben und hierdurch das Rastenrad freigegeben wird. Das Rastenrad dreht sich nun unter dem Zug der gespannten Feder 9 um 120°. Nach Vollendung dieser Drehung fällt der linke Arm von 10 in den nächsten Einschnitt von 13 ein. Damit das Rastenrad sich nicht zu schnell dreht, ist ein Hemmwerk 18 vorgesehen. Bei einer Drehung nach der entgegengesetzten Richtung B nimmt der Stift 16 das Ende 1 der Feder 9 (Abb. 288) mit, und der Stift 17 hält das Ende r.

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151

—

Neben dem Rastenrad 7 (Abb. 287) werden auf die Achse 2

(5, 6, 7 und 8, 9, 10) versehen, die in einem Winkel von 120° zueinander angeordnet sind. Die Scheiben sind außerdem so auf der Achse 15 befestigt, daß die entsprechenden Nocken beider Scheiben um einen bestimmten Winkel versetzt sind (s. Nebenskizze in Abb. 289), wodurch drei um 120° versetzte gemeinsame Lücken m, n, o entstehen. In der Ruhestellungliegen die Rollen (r l5 r2) zweier Kontaktfedersätze 1 und 2 in diesen Lücken. Nachdem der Schwimmer eine Stufe z. B. 5 cm durchschritten hat, wird das Kontaktwerk um 120° gedreht und, wie aus Abb. 289 ohne weitere Erläuterung zu ersehen, je ein Stromimpuls über a- und ¿-Leitung bzw. bund a-Leitung gegeben. Die Abb. 290 veranschaulicht die äußere Ansicht eines runden Empfängers für 6 m Abb. 290. Wasserspiegelunterschied.

d) R e g i s t r i e r g e r ä t f ü r W a s s e r s t a n d - F e r n m e l d e r . Abb. 291 zeigt einen Empfangsapparat mit Zeigerwerk und Registriereinrichtung. Das Empfangssystem (s. Abb. 286 und 292) treibt von der Zeigerwerksachse 16 aus über ein Vorgelege die Scheibe 6. Um die Scheiben 6 und 5 ist ein Draht 2 so gelegt, daß mittels dieses Drahtes ein die Feder 4 tragender Schlitten 3 auf und ab bewegt werden kann. Der Schlitten 3 wird an der Stange 1 geführt. Die Feder 4 legt sich mit leichtem Druck gegen das auf eine Trommel gespannte Registrierpapier. Die Registriertrommel 7 wird durch ein Uhrwerk täglich oder in 7 Tagen einmal um ihre Achse gedreht.

—

152

—

e) W a s s e r s t a n d - F e r n m e l d e r für F e i n a b l e s u n g . Solche Anlagen werden dort verwendet, wo sehr kleine Anzeigestufen (von 2 bis 10 mm) gewünscht oder erforderlich sind, z. B. in Stauweihern und Talsperren. In der Abb. 293 ist schematisch die Schaltung einer solchen Anlage für Feinablesung und Ruhestrombetrieb

Abb. 291.

A b b . 292.

Abb. 203.

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153

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(S. & H.) gezeigt. Zur Kontaktvorrichtung gehören drei auf einer Achse so festgekeilte Schalträder a, b, c, daß ihre Zähne um genau ein Drittel ihrer Zahnteilung versetzt sind. Die Achse dieser Schalträder wird durch ein Kettenrad, welches auf der gleichen Achse außerhalb des Gehäuses befestigt ist, dadurch in dem einen oder anderen Sinne gedreht, daß ein Schwimmer von etwa 400 bis 600 mm Durchmesser sich bei Schwankungen des Wasserstandes auf- oder abwärts bewegt und das Kettenrad mit Hilfe einer Kette in entsprechendem Sinne mitnimmt. Die Anordnung der Hebel 1,2,3 ist so getroffen, daß bei jeder Stellung derselben wenigstens einer der drei Kontakte geschlossen ist. Drehen sich die-Schalträder in irgendeinem Sinne, so werden die Kontakthebel derart beeinflußt, daß diese in zyklischer Vertauschung je einen neuen Kontakt schließen, bevor der vorher geschlossene unterbrochen wird. Als Empfänger dient ein S e c h s r o l l e n S y s t e m d-e, m-n, p-q. Von der Achse dieses Systems wird unter Zwischenschaltung von beispielsweise einer Schnecke mit Schneckenrad der Zeiger des Anzeigegeräts bewegt. Ordnet man auf der Zeigerachse noch zwei Kontaktstücke i, k an, die bei Grenzstellungen des Zeigers (d. h. auch bei Grenzstellungen des Schwimmers am Geber) mit der Kontaktfeder / in Berührung kommen, so kann man auf diese Weise auch noch den höchsten bzw. den tiefsten Wasserstand optisch oder akustisch -s (Wecker lt p2 (Abb. 561), zwischen denen ein Schlitz s vorgesehen ist, in welchen der zu stanzende Papierstreifen von rechts nach links eingeführt wird. Bei jedem Druck auf eine Taste wird durch einen der Ansätze A', B', C' beim Vorwärtsstoßen einer senkrechten Stiftreihe eine Anzahl Blocks mit den entsprechenden Stanzstiften verschoben und durch diese Verschiebung der Papierstreifen zwischen p1 und p 2 gelocht. Bei jedem Druck bzw. Schlag auf eine Taste wird außerdem durch den entsprechenden Ansatz (A', B', C') ein Hebel D (um g drehbar) nach ' vorn gestoßen. Die Rückwärtsbewegung geschieht durch die Feder /. Diese Rückwärtsbewegung von D in die gezeicli-

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Strich Abb. 563.

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332

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nete Ruhelage wird zur Vorwärtsbewegung des gelochten Streifens benutzt, und zwar über die Hebel D, l, Klinke o und Sternrädchen st\ das Sternrädchen greift hierbei in die Führungslöcher des Streifens. Der Papiervorschub muß jedoch, nachdem ein Strichsymbol gestanzt worden ist, größer sein als nach einem Punkt- oder Zwischenraumsymbol (ein Führungsloch). Um das zu erreichen, hat der Fortschaltehebel l zwei Anschläge: Anschlag i am Hebel h und Anschlag u am Körper des Lochers. Beim Lochen des Symbols für Punkt oder Zwischenraum geht der Hebel l mit seiner Spitze nur bis i und dreht beim Zurückgehen in die Ruhelage mit der Klinke o das Sternrädchen um einen Zahn weiter. Wird aber Taste C (Strichsymbol) angeschlagen, so wird hierbei auch der Hebel h, der mit der Taste C gekuppelt ist, am linken Ende so weit gehoben, daß Anschlag i aus der Bahn von l geht und dieser sich bis zum Stift u bewegen kann. Beim Zurückgehen von l wird das Sternrädchen st nunmehr von o um zwei Zähne gedreht. In der Abb. 562 (Mitte und oben) ist noch eine ellipsenförmige Scheibe M gezeichnet, die bei dem Stanzen der Löchergruppen eine Rolle spielt. Der Stift 2, der ebenso wie 4 zum Stanzen der Führungslöcher dient, sitzt mit der Hülse k fest in der Scheibe M. Die Ellipsenscheibe sitzt lose vor den Blocks und wird an den Stiften m und n (Löcher fm, fn in M) geführt. Die in den Blocks a, d, c, e festsitzenden Stanzstifte 1, 3, 4, 5 gehen auch lose durch M (Löcher flt / 3 , /4, / 5 in M). Wird nun die Taste B (Zwischenraum) angeschlagen, so geht der Block b nach vorn und niismt die ellipsenförmige Scheibe M mit, so daß durch den Stift 2 (fest in M) ein Führungsloch gestanzt wird. Die Symbole für Punkt und Strich sowie das Führungsloch (Zwischenraum allein) werden durch Betätigung der in Abb. 563 mit Nummern gekennzeichneten (s. auch dieselben Nummern in Abb. 562) Stanzstifte hergestellt. 2. Wheatstone-Sender. Der Wheatstone-Schnellmorse-Sender besteht aus einem Laufwerk mit Feder-, Gewichts- oder Motorantrieb zum Fortbewegen des Lochstreifens über eine Kontaktvorrichtung. Abb. 564 zeigt den Sender in prinzipieller Darstellung. .. Durch den Antrieb wird das T T j p » V ^ — S S Sternrädchen Stil in gleichrT .A. mäßige Umdrehung versetzt. StR greift in die Löcher der Führungslochreihe ein und bewegt den Streifen P. Unterhalb des Streifens befinden sich, etwas zu den übereinander liegenden Punktlöchern versetzt, zwei Stößer Abb. 564. und s2. Durch den Antrieb des Senders wird auch der um die Achse x drehbare Doppel-Hebelarm y in schwingende Bewegung versetzt, so daß die in y festsitzenden Stifte und die Winkelhebel Äj und h2 abwechselnd und in gleichmäßigem

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333

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Rhythmus anstoßen. Befindet sich gegenüber einem Stößer «j (s2) gerade ein Loch, so wird durch die Federn f1 oder f2 der Stößer in das Loch hineingestoßen und durch diese Bewegung (über h' und h") die Kontaktvorrichtung umgelegt. Durch das Röllchen R (an Feder f3) wird der Kontakthebel, der aus zwei voneinander isolierten Teilen besteht, fest an die Kontakte gedrückt. Der Schaltvorgang beim Schwingen des Kontakthebels H geht aus der Skizze hervor. 3. Wheastone-Empfänger. Als Empfänger wird ein gepolter Farbschreiber verwendet, der durch Gewicht oder Motor angetrieben sein kann. Wheatstone-Sender und-Empfänger sind beide mit einem Flügelrad-Geschwindigkeitsregler ausgerüstet, mit dem die Laufgeschwindigkeit der Geräte bzw. des Sende- und Empfangsstreifens in weiten Grenzen geregelt werden kann. Nachdem die Telegramme in Morseschrift auf dem Empfangsstreifen eingelaufen sind, müssen sie durch Beamte übersetzt und auf TelegrammFormulare geschrieben werden.

b) S i e m e n s - S c h n e l l m o r s e g e r ä t . Das Siemens-Schnellmorsegerät ist ein Maschinentelegraf1) nach dem bereits beschriebenen Wheatstone-System in verbesserter Form. Durch die Neukonstruktion sind Apparate geschaffen worden, die einfach in der Einregulierung und Bedienung sind. Zur Herstellung des Lochstreifens kann ein Handlocher wie Abb. 561 verwendet werden. Abb. 565 zeigt die äußere Ansicht des Siemens-Schnellmorsesenders mit Motorantrieb. Der Motor ist unter Zwischenschaltung eines Fliehkraftreglers mit einem Friktionsgetriebe gekuppelt, welches durch Drehen des Knopfes 3 die gewünschte Telegrafiergeschwindigkeit einzustellen ermöglicht. Die Geräte werden, je nach Wunsch, für die Geschwindigkeitsgrenzen 15 bis 150 (11 bis 110 Baud) oder 30 bis 300 (22 bis 220 Baud) Worte in der Minute (1 Wort*) = 5 Buchstaben gerechnet = etwa 5 x 9 Punktlängen) eingerichtet. Durch den Fliehkraftregler wird erreicht, daß der Streifen mit vollständig gleichmäßiger Geschwindigkeit bewegt wird. Die durch NetzspannungsSchwankungen verursachten Drehzahländerungen des Motors werden durch den Fliehkraftregler ausgeglichen, denn dieser überträgt nur eine bestimmte Umlaufzahl, die niedriger ist als die Drehzahl des Motors. Die Sendegeschwindigkeit kann jederzeit an einer Skala (Abb. 565 links) abgelesen werden.' Die Kontaktvorrichtung, Abb. 567, ist vorn (2 in Abb. 565) so angeordnet, daß sie mit einem Handgriff abgenommen werden kann. Abb. 566 zeigt das Prinzip des Senders. Der Papierstreifen wird über die gegeneinander etwas versetzt angeordneten „Fühlhebel" n, m in der Pfeilrichtung hinwegbewegt. Sobald der Wheatstone-Sendestreifen (Abb. 560) auf die Nasen der Hebel m, n aufliegt, sind die Kontakte a, b geöffnet. Die Kondensatoren C1 und 0., liegen dauernd an der Netzspannung von 110 Volt, und zwar so über einen Spannungsteiler *) K r a a t z , A., Maschinen-Telegraphen. Braunschweig 1906. *) Siehe Abb. 560. W o r t Paris h a t Durchschnittslänge = 5 Buchstaben = 48 Punkteinheiten.

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334

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von 2 x 2000 Ohm, daß jeder Kondensatbr mit 55 Volt aufgeladen ist; r1 und r2 sind Schutzwiderstände von je 1000 Ohm. Das Senderelais SR wird über einen Korrektionskollektor 2 gesteuert, der sich in der Pfeilrichtung p dreht. Bewegt sich der Streifen von rechts nach links, so wird beim Punktsymbol zunächst die Nase des Hebels n in das Loch oberhalb der Führungslochreihe einfallen und den Kontakt a schließen. Hat

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335

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der Korrektionskollektor die gezeichnete Stellung erreicht, so fließt ein Entladestrom des Kondensators C, über das Senderelais S R . Die Relaiszunge 7J wird an den Pluskontakt der Linienbatterie gelegt, und es geht ein Plusimpuls in die Leitung. Kurz hierauf fällt der Hebel m mit seiner Nase in das zum Punktsymbol gehörende Loch unterhalb der Führungslochreihe ein, der Kontakt b wird geschlossen, und sobald der Korrektionskollektor (über Gegenkontakt c

i mzamE I\

Abb. 567.

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Abb. 568.

und Bürste 3) den Stromkreis des Senderelais S R schließt, entlädt sich der Kondensator C 2 ; über Z fließt Minus-Strom in die Leitung. Dieser Vorgang wiederholt sich beim Strichsymbol mit dem Unterschied, daß der Entladestrom von C2 über b, 3, c zeitlich später erfolgt. Die Aufgabe des Korrektionskollektors 2 besteht darin, die Ungleichmäßigkeiten in der Streifenlochung auszugleichen. Etwaige kleine Verschiebungen der ausgestanzten Lochbreite l (Abb. 668) haben keinen Einfluß auf die exakte Stromimpulsgabe, da durch den Korrektionskollektor 2 nur die Mitte (tc) dieser Kontaktschlußdauer herausgegriffen wird. Durch Drehen der Handschraube über der Kontaktvorrichtung (Abb. 565) läßt sich während des Betriebes die Kollektorbürste 3 (Abb. 566) verstellen. Dadurch wird bei Drehung des Knopfes im Uhrzeigersinn eine Verlängerung des Zeichenstromes bei entsprechender Verkürzung des Trennstromes, bei umgekehrter Verstellung eine Verkürzung des Zeichenstromes und Verlängerung des Trennstromes erreicht. In Zusammenarbeit mit dem Siemens-Schnellmorsesender dient in der Regel der Drehspul-Schnellschreiber, Abb. 573, als Empfänger.

C. Apparate für Kabeltelegrafie 1 ). a) A l l g e m e i n e s . Die Telegrafie über lange Kabelleitungen, insbesondere Unterseekabel, stellt wesentlich andere Anforderungen an den Betrieb als die auf Freileitungen. Dieser Wesensunterschied ist dadurch bedingt, daß lange Kabelleitungen eine etwa 30 mal so große Kapazität haben wie Freileitungen und die Telegrafiergeschwindigkeit durch .diese Kapa*) J i p p , A., 1926, 108—12.

Kabeltelegrafenapparate.

Elektr.

Nachr. Techn. 3,

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336

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zität herabgesetzt wird. Mit der Telegrafierspannung geht man in der Regel nicht über 80 Volt hinaus. Durch Bewickeln der Kabeladern mit Eisendraht (Krarupkabel) und neuerdings mit Draht einer EisenNickel-Legierung (Invariant-Kabel und Permaloy-Kabel) ist es gelungen, den nachteiligen Einfluß der Kapazität so weit herabzusetzen, daß ein schnelles Arbeiten auch auf Unterseekabeln möglich ist.*) Zur Zeit der Verlegung der ersten Unterseekabel (1850—1870) h a t man auf Grund der damals bekannten Mittel den Telegrafenbetrieb gestaltet. Es wurden die Kabel mit Morse-Doppelstrom betrieben. Als Geber n PI n n n diente eine Doppel —, . I 1 I I I I .. I I . . I I stromtaste und als 'hu . ,u Empfänger zuerst v ¡3 c das sog. SprechgalAbb.569. vanometer, später der Recorder von Thomson. Diese Betriebsart hat sich bis in die jüngste Zeit gehalten. E r s t vor einigen Jahren sind Verbesserungen in den Kabelbetrieb hineingebracht worden, so daß eine Überflügelung der Draht-Unterseetelegrafie durch die drahtlose Überseetelegrafie wieder auf lange Zeit hinausgeschoben zu sein scheint. Die Art des Doppelstrom-Betriebes auf Kabelleitungen unterscheidet sich auch von den im Abschnitt Doppelstrombetrieb angegebenen Methoden insofern, als das Morse-Alphabet nicht mehr aus kurzen und langen Stromstößen, die durch einen Zeichenstrom angefangen und durch einen Trennstrom unterbrochen werden, zusammengesetzt wird, sondern es wird Strom positiver Richtung für das Punktzeichen und Strom negativer Richtung für das Strichzeichen verwendet; die Zwischenzeiten sind stromlos (bzw. das Kabel wird geerdet). Aus der Abb. 569 ist zu ersehen, welche Form die Stromimpulse (theoretisch) bei dieser Betriebsart annehmen. Man vergleiche Abb. 569 mit Abb. 554. Als Empfangsgerät diente, wie bereits erwähnt, in der ersten Zeit der Kabeltelegrafie das Sprechgalvanometer, d. h. das aus der Meßinstrumenten-Technik bekannte Spiegelgalvanometer. Der Empfang war also optisch, die Ausschläge des Lichtstrahles nach rechts und nach links mußten genau beobachtet, als Morsezeichen kombiniert und übersetzt werden. Der Empfang mit diesem Gerät war infolgedessen sehr mühsam und erforderte große Übung und Geschicklichkeit.

b) Der H e b e r s c h r e i b e r . Im Jahre 1867 konstruierte William Thomson (Lord Kelvin) ein Empfangsgerät für Untersee-Morsetelegrafie mit einem, dem Galvanometer ähnlichen Aufbau, jedoch wurden die ankommenden Zeichen durch das Gerät auf einen Papierstreifen geschrieben. Abb. 570 zeigt den prinzipiellen Aufbau dieses Thomsonschen Heberschreibers oder Siphon-Recorders. Die am Ende langer Kabelleitungen ankommenden Telegrafierströme sind durch den Einfluß der Kabelkapazität stark *) Siehe auch A b s c h n i t t : Vorgänge auf Telegrafenleitungen.

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337

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verzerrt und werden in Form einer Wellenlinie vom Heberschreiber auf den Papierstreifen geschrieben. Der Heberschreiber besteht aus einer langen und schmalen Spule Sp (Abb. 570), die im zylindrischen Luftspalt zwischen dem feststehenden Eisenkern eh und den (nicht gezeichneten) Polschuhen eines kräftigen Elektromagneten leicht drehbar aufgehängt ist (s. Aufhängefäden 1, 2 und 3). An zwei weiteren

6

Abb. 570.

Spanndrähten 6, 7 ist ein Plättchen p aufgehängt und an diesem eine sehr dünne Kapillarröhre (Heber) r aus Glas befestigt. Das eine Ende des Hebers r taucht in die Farbe f und das andere liegt auf dem sich in Pfeilrichtung gleichmäßig fortbewegendem Papierstreifen. Die aus dem Kabel K ankommenden Telegrafierimpulse gehen über die Spule Sp zur Erde. Die stromdurchflossene Spule wird im magnetischen Felde in dem einen oder anderen Sinne . .,. ., /••/••/• .••••._ gedreht und diese Drehung / ' vV'/"" über die dünnen Fäden 4, 6 auf den Heber übertragen. Um Abb. 571. die durch die Reibung des Hebers auf dem Papier verursachte Trägheit des Schreibsystems zu vermindern, wird das System r, p, 6, 7 durch einen am Draht 6 angeschlossenen Summer S in dauernder Vibration gehalten. Die Recorderschrift ist infolgedessen auch eine aus kleinen Punkten gebildete Wellenlinie (Abb. 671). G o e t s c h , Taschenbuch 9.

23

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338

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c) Der U n d u l a t o r v o n L a u r i t z e n (1876). Auf kürzeren Kabelstrecken mit kleinerer Kapazität wird auch vielfach mit dem Undulator gearbeitet. Dieses Empfangsgerät ist ebenfalls ein Heberschreiber, jedoch ist an Stelle einer Spule, die vom Telegrafierstrom durchflössen wird, ein drehbares System aus zwei kleinen, stabförmigen Stahlmagneten im Felde eines Elektromagneten angeordnet. Das Elektromagnetsystem wird vom Telegrafierstrom durchflössen und erregt.

d) Sie m e n s - D r e h s p u l - S c h n e l l S c h r e i b e r . Nachdem es der Technik, wie bereits erwähnt, gelungen ist, Unterseekabel herzustellen, die das Fünffache der bisherigen Telegrafiergeschwindigkeit zulassen (1500 Zeichen statt 300 Zeichen in der Minute) mußten auch neue Empfangsgeräte geschaffen werden, die dieser nunmehr möglichen hohen Telegrafiergeschwindigkeit folgen können. Der Heberschreiber von Thomson ist bei etwa 300 Zeichen in der Minute an der Grenze seiner Leistungsfähigkeit. Es mußte ein Empfangsgerät mit hoher Eigenfrequenz gebaut werden, ohne daß besonders großes Gewicht auf die Empfindlichkeit gelegt zu werden brauchte, denn der ankommende Telegrafier ström kann durch die heute zur Verfügung stehenden Verstärkerröhren beliebig und ohne Verzeichnung in der Amplitude verstärkt wetden. Abb. 672 zeigt schematisch den Aufbau des in Abb. 673 (rechts) in der Ansicht dargestellten Gerätes. Die im Felde des kräftigen Elektromagneten NS bewegliche Spule R ist an starken Stahldrähten s, und s a aufgehängt, die gleichzeitig auch zur Strom- (Telegrafierstrom-) Zuführung zur Spule R dienen. Die Stahldrähte «], s 2 können durch die Schrauben Dlt D 2 beliebig gespannt werden. Die Eigenschwingung der nur etwa 4,6 g wiegenden Spule (2000 Windungen, 6000 Ohm) kann auch noch durch Verschieben der aus Elfenbein i, Tga I tax angefertigten Schneiden 6j ¿ • J ~ £ L I £3 und &2 verändert werden. Es kann die Eigenschwingung A b b . 572.

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339

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des Systems leicht auf 100 Hertz gebracht werden. Die Schneiden und b.2 sind zu diesem Zweck auf eine mit Rechtsgewinde RG (siehe Nebenskizze in Abb. 572) und Linksgewinde LG versehene Spindel ge-

setzt, die an einem Knopf G gedreht werden kann. Am Spulenrahmen ist an einem Hebelarm t das Schreibröhrchen aus Metall befestigt. Das Röhrchen e n t n i m m t die Farbe einer Hohlkehle d in einem Metallblock e, wohin die Farbe durch das Rohr c aus dem Farbgefäß F zufließt. In der Hohlkehle d hält sich die Farbe durch Adhäsion. In Abb. 573 wird rechts der Schnellschreiber und links ein Zusatzgerät, durch welches der Papiervorschub besorgt wird, gezeigt. Die Abb. 574 zeigt das in Abb. 572 schematisch dargestellte Spulensystem in der Ansicht. In der Abb. 57ö s i n d e i n l § e Schriftproben (Recorderschrift) des Siemens-Drehspul-Schnellschreibers wiedergegeben, die beim Senden über ein künstliches Kabel aufgen o m m e n wurden; die erste H ä l f t e jedes Streifens ist retuschiert, d a die blaue Schrift sich schlecht zur Herstellung eines Druckstockes eignet. Der Drehspul-Schnellschreiber kann auch mit begrenzten Ausschlägen (Anschläge) arbeiten u n d liefert d a n n Morseschrift.

A b b . 574.

— Kabel

von R.1620a,C-288/iFu.C

Ceschw.50Worte.300

Buchst.pro

75 Worte-450

Geschw.

150 Worte - 900 Buchst.pro

w

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Buchst.pro

^

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Min. Kabelende:

Geschw.

Geschw.100

340£— sek,(1200km).

Maxwellerde

Min Kabelende:

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Maxwellerde 2000a.

Kabelende:

Maxwellerde

100/ul:,

(BO Volt) 10/jF,

10000a

Abb. 675.

e) S i e m e n s - K a b e l s e n d e r .

Abb. B76 zeigt den Sendestreifen mit den Lochsymbolen, bei denen das Loch oberhalb der Führungslochreihe einen Punkt, ein Loch unterhalb dieser Reihe einen Strich bedeutet. • ••• • • •• • •• • • •••• •• • • • •• • • • • •• •

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341

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Der Sender ist der äußeren Form nach und teilweise auch in der Konstruktion ähnlich dem Schnellmorse-Sender (Abb. 564). Abb. 577 zeigt die Schaltung des Gerätes. Die Kondensatoren von je zwei Mikrofarad sind an einen Spannungsteiler und an 110 Volt gelegt — jeder Kondensator ist mit 55 Volt geladen. Die Mitte der Kondensatoren führt an eine Bürste des aus Abb. 565 bekannten Korrektionskollektors. DiezweiteBürstedes Kollektors ist mit den beiden Fühlhebeln, die das Papier abtasten, verbunden. Die Linienbatterie ist so geschaltet, daß je nachdem das obere (Kontakt I) oder untere (Kontakt II) Relais anspricht, das Kabel (L) einen Minus- bzw. einen Plusstrom erhält. Die Erdung des Kabels wird dadurch erreicht, daß an dem Korrektionskollektor noch eine dritte Bürste angebracht worden ist, die über je eine zweite Wicklung beider Relais mit dem Minuspol des Netzes verbunden ist. In dem Moment, in welchom diese Wicklungen Strom bekommen, gehen die Anker I und II in die gezeichnete Stellung und erden das Kabel. Die Zeit, nach welcher die Erdung eintreten soll, ist durch Verschieben dieser Erdungsbürste einstellbar, und zwar zwischen 25% bis 7 5 % des Stromschrittes.

II. Drucktclcgrafcn (Typendrucker). Drucktelegrafen, d. h. solche Apparate, die das Telegramm im Empfangsgerät unmittelbar oder mittelbar (Übersetzer) in Typendruck wiedergeben, werden als Maschinentelegrafen bezeichnet, wenn der Geber nicht von Hand bedient, sondern ein Lochstreifen zum Betätigen des Senders verwendet wird. Einen Reihenapparat nennt man ein Telegrafengerät, welches dauernd eine Leitung zur Übermittlung der Telegramme von diesem einen Apparat benötigt, und zwar im Gegensatz zu den Mehrfachapparaten, die über Verteiler mehrere Apparatesätze wechselzeitig und in zyklischer Vertauschung an eine Leitung legen. Die Reihenapparate können rein mechanisch (s. HughesTypendrucker) oder elektrisch (s. Siemens-Schnelltelegraf) arbeiten. Sie können auch als Schrittschaltwerke (s. Ferndrucker) oder als Springschreiber, im Englischen Start-Stop-Apparate bezeichnet (s. Siemens-Tastenschnelltelegraf und Fernschreiber), ausgebildet sein. Weitere unterschiedliche Merkmale der z. Z. im Telegrafenbetriebe verwendeten Geräte sind den nachstehenden Beschreibungen zu entnehmen. Die Fernschreiber und die übrigen Geräte der neuzeitlichen Fernschreibtechnik sind im Abschnitt I I I behandelt. Die im fünften Teil beschriebenen Systeme der gleichzeitigen Mehrfachtelegrafie umfassen lediglich die schaltungstechnischen Maßnahmen zur Erzielung des genannten Zweckes; es sind keine besonderen Geräte, die im Gegenschreibbetrieb oder mit Hilfe von Trägerfrequenzen gleichzeitig auf einer Leitung betrieben werden können.

A. Reihentelegrafen, a) D e r H u g h e s - T y p e n d r u c k e r . Der Hughesapparat ist der älteste erfolgreiche Schnelltelegraf, erfunden von Professor Hughes (sprich Julis) in New York, 1855. Im

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Laufe der J a h r e haben verschiedene Teile des Hughesapparates (Abb. 678) konstruktive Änderungen erfahren, insbesondere ist der alte liegende Gleichlaufregler durch den Siemensschen Regler ersetzt worden, der Grundgedanke des Apparates ist jedoch der gleiche geblieben. Geber und Empfänger sind in einem Apparat vereinigt. Zwei Apparate werden entweder durch eine Doppelleitung oder über eine Leitung und Erde miteinander verbunden. Buchstaben und Zeichen werden lediglich durch Drücken von Tasten einer in Abb. 578 sichtbaren Klaviatur, als einzelne Stromimpulse in die Leitung gegeben und am Empfänger in lateinischer Schrift auf ein Papierband gedruckt. Der Geber druckt das abgehende Telegramm mit. Das Tastenwerk enthält 14 weiße und 14 schwarze Tasten. Die schwarzen Tasten sind alle, die weißen bis auf die erste und sechste Taste mit je einem Buchstaben und einem Zeichen oder einer Zahl versehen. Die erste und die sechste Taste werden als Blanktasten bezeichnet und dienen zur Abgabe von Stromimpulsen, durch die das Typenrad von Geber und Empfänger von Buchstaben auf Zahlen oder umgekehrt verstellt werden kann, sowie zur Herstellung von Zwischenräumen im Text. Da Geber und Empfänger genau gleiche Apparate sind, kann man in jedem Augenblick vom Geben zum Empfangen übergehen, nachdem man seinem Partner am anderen Ende der Leitung ein entsprechendes Zeichen gegeben hat. Desgleichen kann der Beamte am Empfänger durch Drücken einiger Tasten den Gebenden durch die hierbei hervorgerufene Störung darauf aufmerksam machen, daß er vom Empfangen zum Geben übergehen will oder ihn zur Wiederholung auffordern, wenn der Empfang fehlerhaft war. Der Hughesapparat gestattet eine Telegrafiergeschwindigkeit von 90 bis 125 Zeichen in der Minute bei Einfachbetrieb, wogegen mit dem Morseapparat die Übermittelung von nur etwa 60 Zeichen in der Minute erreicht werden kann. Diese höhere TeleAbb. 578. grafiergeschwindigkeit (Hughesapparate werden meistens in Duplexschaltung betrieben) sowie die Möglichkeit, die auf Papierstreifen gedruckten Telegramme auf Ablieferungsformulare kleben zu können, sind wesentliche Vorzüge des Hughesapparates gegenüber dem Morse, denn Morseempfangsstreifen müssen erst übersetzt und auf Formulare geschrieben werden. Abb. 57y zeigt schematisch zwei durch eine Leitung und Erde miteinander verbundene Hughesapparate. An Hand dieser Abbildung sei

— 343 — der -Grundgedanke des Apparates erläutert. Jeder Apparat hat eine Typenscheibe r, die über ein Zahnradvorgelege rx, r2 von einem Motor bzw. einem Gewicht in schnelle, gleichmäßige Umdrehung versetzt wird. Der gleichmäßige Umlauf wird durch den Regler R aufrechterhalten. Bedingung für die richtige Zeichenübertragung ist, daß die Typenräder beider Apparate mit gleicher Drehzahl laufen und in Phase sind, d. h. daß bei beiden Typenrädern zu jedem Zeitpunkt jeweils derselbe Buchstabe sich in gleicher, relativer Lage, z. B. in bezug auf die Druckrolle p, befindet. Wenn dies der Fall ist, und es geht ein Stromstoß aus der Batterie B über die Leitung und die Elektromagnete e von Geber und Empfänger, so erfolgt gleichzeitig der Ankeranzug der Elektromagnete beider Apparate. Hierdurch wird beim Geber und Empfänger das Zahnrad r 3 mit r2 gekuppelt, und ein auf der Achse von r3 fest sitzender Druckdaumen d gleitet mit großer Geschwindigkeit über die Nase n des Druck-' hebels h hinweg. Die Druckrolle p mit dem Papierstreifen schlägt infolgedessen mit großer Geschwindigkeit gegen das im Umlauf befindliche Typenrad. Wie später erläutert wird, legt AmtA sich ein Korrektionsdaumen in eine Zahnlücke des mit dem Typenrad fest verbundenen Korrektionsrades und hält das Typenrad in einer bestimmten Lage gewissermaßen fest, so daß beim augenblicklich vor sich gehenden Druck kein Verwischen des abzudruckenden Zeichens erfolgen kann. Der Papiertransport ist im Moment des Abdruckes = 0. Das Typenrad wird an seinem Umfang dauernd mit Druckerschwärze versehen, so daß die Type, die sich beim Drucken gerade gegenüber der Druckrolle befand, sich beim Geber und beim Empfänger auf dem Papier abdrucken muß. Von jeder Taste des in Abb. 578 sichtbaren Tastenwerkes führt ein zweiarmiger Hebel zu je einem in der sog. Stiftbüchse D (Abb. 679) beweglich angeordneten Stift S. Die

Abb. 679.

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Tastenhebel sind so geformt, daß sie durch die am ganzen Umfange der Stiftbüchse vorgesehenen Schlitze (siehe auch Abb. 580) in diese hineinragen, sich jedoch gegenseitig an keiner Stelle berühren oder kreuzen. Drückt man eine Taste, z. B. Tv so wird gegen den Zug einer Feder der dieser Taste zugeordnete Stift 8 aus der Büchse gestoßen. Durch ein Kegelradvorgelege wird eine Achse a^ mit einem an dieser Achse fest angeordneten Kontaktschlitten g—a2 mit derselben Umlaufzahl gedreht, wie das Typenrad r\ außerdem sind die Apparate so justiert, daß die Lage des Schlittens in bezug auf einen Stift der Büchse eine ganz bestimmte Voreilung aufweist gegenüber der Lage des Typenrades in bezug auf die Druckrolle (siehe Abb. 582). Auf die Achse ax ist eine Stahlhülse b mit vorspringenden Rändern lose aufgeschoben. In die Nuten dieser Hülse ragen die Hebelarme h 2 und h 3 hinein. Wenn keine Taste gedrückt ist, so liegen die oberen Enden der Stifte S in einer Ebene mit der Oberfläche a der Stiftbüchse D. Ist ein Stift durch die betreffende Taste gehoben, so wird der vorbeigleitende Schlitten in die Höhe geschnellt und die Hülse b heruntergedrückt. Der Hebel ft, dreht sich um seine Achse so weit, daß die am Erdkontakt liegende Feder / den oberen Batteriekontakt berührt und ein Stromimpuls in die Leitung geht. Durch die erwähnte Phasenverschiebung zwischen dem Schlitten und den Typenrädern vom Geber und vom Emplänger wird erreicht, daß gerade das Zeichen am Geber und Empfänger abgedruckt wird, welches der gedrückten Taste entspricht. An Hand der Abb. 580 sei die Wirkungsweise des Apparates näher beschrieben. In dieser Abbildung sind einige Teile sowie ihre gegenseitige Lage mit Rücksicht auf das Verständnis der Wirkungsweise und auf die Darstellungsmöglichkeit etwas verzerrt gezeichnet. Die den Teilen eigentümliche Form ist jedoch nach Möglichkeit gewahrt. Hughesapparate werden in letzter Zeit mit elektrischem und mechanischem Antrieb gebaut. In der Abb. 580 ist nur der elektrische Antrieb dargestellt. Der Antrieb erfolgt vom Motor m, und zwar wird über die Kegelräder kv k2 die Achse a3 angetrieben. Von a3 aus erfolgt mit einer Ubersetzung von 1 : 7 (r^ r2) der Antrieb der Typenradachse o 4 und von a 4 aus über zwei Kegelräder (/("„, Kh) mit dem Übersetzungsverhältnis 1 : 1 der Antrieb der Achse % des Schlittens g—a2. Schlitten und Typenradachse haben somit die gleiche Umlaufzahl. Zur Aufrechterhaltung der gleichmäßigen Umlaufzahl dient der Regler B, der mit der Achse a3 über Kegelradvorgelege k3 gekuppelt ist. Die an kräftigen Blattfedern befestigten Stangen 12 tragen die auf diesen Stangen beweglichen Kugeln 9, 10. Die Kugeln können durch Drehen an der Mutter 13 gehoben bzw. gesenkt werden, wodurch die Umlaufzahl der Achse a 3 verändert wird. Schlägt der Regler beim Umlaufen aus, so legen sich die Bremsklötzchen 7 und 8 gegen die Innenfläche des Bremsringes 11. Durch die hierdurch verursachte Reibung wird die Umlaufzahl der Welle a 3 in bestimmten (von der Antriebskraft und der Reibung bedingtem Kräftegleichgewicht) Grenzen gehalten. Die Wicklung des Elektromagneten e ist auf die Polschuhe des unterhalb der Tischplatte angebrachten Stahlmagneten M aufgeschoben. Der Dauermagnet M ist so kräftig, daß er bei Stromlosig-

Abb. 58(

Abb. 580

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keit der Spulen e den Anker A gegen den Druck der Federn Fv F2 zu halten vermag. Der Auslösestrom muß so durch die Wicklung von e verlaufen, daß das elektromagnetische Feld der Spule e dem Feld des Dauermagneten entgegenwirkt und dieses so weit schwächt, daß der Anker A durch die zwei Federn abgerissen wird. Die Anziehungskraft des Dauermagneten kann durch den Schwächungsanker sA (magnetischer Nebenschluß siehe Abb. 265) verändert werden. Der über der Deckplatte o der Stiftbüchse D umlaufende Schlitten besteht im wesentlichen aus einem gabelförmigen Stück g, in welchem, um die Achse n drehbar, die Lippe o 2 und der Hebel h2 gelagert sind. Der Hebel h2 greift mit dem freien Ende in eine Nut der Hülse b. Wird ein Stift S durch Druck auf die Taste T1 gehoben, so daß beim Bestreichen durch den Schlitten die Lippe a2 auch in die Höhe geht, so wird der Hebelh 2 die Hülse herunterdrücken und ein Umlegen der Feder/ vom Kontakt u2 (Erde) an Kontakt wl (Batterie) zur Folge haben. Wie bereits erwähnt, druckt der als Geber arbeitende Hughesapparat das abgehende Telegramm mit. Soll die Auslösung des eigenen Apparates elektrisch erfolgen, so muß der abgehende Strom auch die Wicklung des Geberelektromagneten durchfließen. Der etwa 1200 Ohm betragende Widerstand des Elektromagneten schwächt den Leitungsstrom (etwa 15 mA) beträchtlich. Man benutzt aus diesem Grunde zur Zeit ausschließlich die mechanische Auslösung des Gebers. Die mechanische Auslösung hat außerdem noch den Vorzug, daß man den Elektromagneten nur zum Empfang verwendet und infolgedessen nur für den schwachen ankommenden Strom einzuregulieren braucht. Aus der Abb. 580 ist die mechanische Auslösung zu ersehen. An den Umschaltehebel h3 ist seitlich ein Hebel o mit einem Nocken q so angebracht, daß beim Umschalten des Kontaktes u^ u2 der Nocken q gegen einen Ansatz c am Anker des Elektromagneten schlägt, letzterer abfällt und die Auslösung für den Druckvorgang betätigt. Die Auslösung besteht darin, daß durch das Heruntergehen des rechten Armes Hr vom Auslösehebel die Kupplung der dauernd umlaufenden Achse aa mit der Druckachse DA vollzogen wird. In der Zeichnung ist die Druckachse in der Ruhelage gezeichnet; die richtige Lage der Einzelteile dieser Druckachse in der Ruhelage zeigt das Diagramm Abb. 582. Zum Abdruck eines jeden Zeichens muß die Druckachse eine Umdrehung machen. Da diese siebenmal schneller läuft als die Schlittenund Typenradachse, können bei geeigneter Bedienung der Tastatur während einer Umdrehung des Typenrades im günstigsten Falle sechs Zeichen gedruckt werden, vorausgesetzt, daß die zu druckenden Zeichen im Text des Telegramms in der Reihenfolge so liegen, daß jedes fünfte Zeichen abgedruckt werden kann, was in der Praxis wohl selten vorkommt. Der geübte Telegrafist sucht jedoch die Umdrehung des Typenrades voll auszunutzen, indem er die Zeichen, die in der Reihenfolge des umlaufenden Typenrades liegen, auch mit der erforderlichen Geschwindigkeit auf der Tastatur niederdrückt. Für den Abdruck eines jeden Zeichens muß die Druckachse DA von neuem mit der Achse a 3 gekuppelt werden, denn die Kupplung wird nach Vollendung einer ganzen Umdrehung zwangsweise wieder gelöst.

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Die Kupplung wird bewirkt durch das Ineinandergreifen des einseitig gezahnten Sperrades r3 und dem ebenso gezahnten Segment m0. Aus der Nebenskizze I ist zu ersehen, da'ß die Feder /, bestrebt ist, das Segment m0 gegen das Sperrad r3 zu drücken, was jedoch nur dann geschehen kann, wenn der keilförmige Ansatz w2 (siehe Hauptzeichnung und Nebenskizze V) an der schrägen Fläche der feststehenden „schiefen Ebene" vi, abgleitet. Dieses Abgleiten wäre, wie leicht zu ersehen, wiederum mit einer gleichzeitigen Drehung des Segmentes m 0 in Richtung auf r3 und des durch die Drehachse a 6 mit ra0 verbundenen Ansatzes i in der Pfeilrichtung p0 (siehe Nebenskizze I I sowie Pfeile in der Hauptzeichnung) verbunden. An dieser Drehung ist aber i und somit auch m 0 durch den Ansatz a0 am Auslösehebel Hr gehindert (siehe Hauptzeichnung und Nebenskizze II). Erst wenn der Auslösehebel beim Abschnellen des Ankers A mit dem Ende Hr gesenkt wird, gibt a 0 das Stahlstück i und hierdurch auch m0 frei, so daß w2 durch den Druck der Feder /7 an der linken Seitenfläche der feststehenden schiefen Ebene w, abgleiten und das Segment in das Sperrad r3 einfallen kann. Dieser Vorgang erfolgt bei der Auslösung momentan und die Druckachse DA wird durch die Achse a 3 mitgenommen. Nach Vollendung einer ganzen Umdrehung kommt der keilförmige Zahn w2 in Berührung mit Wj, gleitet durch die lebendige Kraft an der rechten schrägen Fläche der feststehenden schiefen Ebene w1 auf und wird durch den inzwischen hochgegangenen Ansatz a0 des Auslösehebels angehalten, aber erst dann, wenn w2 die Spitze von w>, um etwa 0,5 mm überschritten hat und im Begriff war, an der linken Seitenfläche der schiefen Ebene wieder abzugleiten (siehe Nebenskizze V). Beim Aufgleiten von w2 auf der rechten Seite von wl wird das Segment m0 aus dem Sperrad r3 herausgehoben und die Druckachse kommt in der gezeichneten Lage zum Stehen. Hebel h& (Abb. 580 u. 682) dient zur Auskupplung für den Fall, daß durch ungenügenden Schwung w2 nicht über die Spitze von hinweggleitet und nicht die ausgeklinkte Lage (Nebenskizze V) erreicht. Durch Druck auf Taste Ta drückt die Spitze des Hebels h5 gegen Stift t2 (Abb. 682) und dreht dadurch die Druckachse so weit, daß w2 zwangsweise über die Spitze von gehoben wird. Auslösehebel Hr wird durch den Exzenter e0 der Druckachse zwangläufig gehoben, indem Hr ,mit der Stirnfläche f0 auf den Exzenter aufgleitet. In der gezeichneten Lage wird Hr durch Feder f1 gehalten. Die in der Verlängerung vono 3 liegende Druckachse I)A (vgl. auch Abb. 682) trägt am vorderen Ende den Druckdaumen d, der bei der Umdrehung der Druckachse gegen den Druckhebel h mit der Nase n i schlägt und das Papier P mit der Druckrolle p gegen das Typenrad r schleudert. Das nierenförmige Stück D2 dient zum Papiertransport, und zwar unter Vermittlung des Papierführungshebels t mit der Nase ra4, der Klinke K 6 und des Sperrrades r 6 auf der Achse der Druckrolle p. Weiter hinten auf der Druckachse DA sitzt der Korrektionsdaumen KD, dessen Funktion weiter unten beschrieben ist. In der Ruhelage der Druckachse liegt der Korrektionsdaumen auf der sog. isolierten Feder Fs (siehe auch Schema Abb. 583). Typenrad r ist durch Zwischenring B3 fest mit der Buchse B , verbunden (siehe Nebenskizze IV), depgleichen der Stellhebel bv b2, welcher

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ein Stück mit der Buchse Bl bildet (siehe auch Nebenskizze III). Das mit 28 scharfen Zähnen und ebensoviel Lücken versehene Korrektionsrad KR ist drehbar auf der Buchse B, befestigt; die Buchse selbst sitzt leicht drehbar auf der Typenradachse a 4 . Korrektionsrad KR (Nebenskizze III) trägt an der Rückseite (um s drehbar) den Wechselhebel w3, welcher zwei Stellungen einnehmen kann, in denen einer der Vorsprünge 5, 6 eine Zahnlücke fast bis an die Spitzen der Zähne seitlich vom Rad verdeckt. In der Skizze ist es der Vorsprung 6. Der Hebel b2 verbindet unter Vermittlung der Buchse Bx das Korrektionsrad mit dem Typenrad. Sollen Typenrad und Korrektionsrad sich an der Umdrehung der Welle a„ beteiligen, so muß die Friktionssperrklinke sk, die ebenfalls an der Rückseite des Korrektionsrades befestigt ist, in das Friktionsrad F2 eingreifen (Feder / 6 ). Die Verbindung des Friktionsrades F2 mit der Achse a 4 , Nebenskizze IV, ist jedoch auch nicht starr, sondern F2 ist lose auf die mit der Achse a 4 fest verschraubten (14) Buchse B2 aufgeschoben, und wird durch die federnde Metallscheibe Fs an B2 angedrückt. Bei einigem Kraftaufwand kann F2 auch bei ruhender Achse gedreht werden. Es ist also eine doppelte Friktionskupplung vorhanden, die bei der Richtigstellung des Typenrades durch den Korrektionsdaumen und das Korrektionsrad folgende Aufgabe zu erfüllen hat. Das Korrektionsrad, das, wie bereits erwähnt, mit dem Typenrad über den Wechselhebel w3, Klinke cl und den Stellhebel blt b2 verbunden ist, beteiligt sich an der Umdrehung der Achse a 4 , indem die gezahnte Klinke sk in die feinen, einseitig geschnittenen Zähne des Friktionsrades eingreift. Der Korrektionsdaumen KD greift bei jeder Umdrehung der Druckachse DA in die Zähne von KR ein, siehe Hauptzeichnung, und korrigiert die Stellung des Typenrades. Die Korrektion kann beschleunigend oder auch verzögernd auf die Bewegung des Typenrades wirken, d. h. es muß sich das Korrektionsrad und somit auch das Typenrad während der Drehung wahlweise vor- und zurückstellen lassen. Da die Zähne des Sperrades F2 und der Klinke sk einseitig geschnitten sind, kann Friktion sk—F2 nur zur Beschleunigung des Typenrades, d. h. zum Verstellen in der Drehrichtung, und zwar durch den Eingriff des KD in das KR (während des Umlaufes) verwendet werden. Hierbei gleitet („ratscht") sk über die Zähne von F2. Zum Verstellen in der entgegengesetzten Richtung ebenfalls durch den KD (verzögernd) stößt sk das Rad F2 und bewirkt durch die Friktion zwischen F2 und F3 (Nebenskizze IV) eine Verzögerung in der Bewegung des Typenrades. Das Typenrad des Hughesapparates hat am Umfang 56 gleiche Felder, in welche abwechselnd je ein Buchstabe und je eine Zahl (bzw. Zeichen) eingraviert sind. An zwei Stellen des Typenrades sind je zwei nebeneinander liegende Felder freigelassen, das Buchstabenblank und das Zahlenblank. Da die Stiftbüchse 28 Stifte enthält, das Korrektionsrad ebenfalls 28 teilig ist und mit ieder Taste des Tasten-

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werkes entweder eine Zahl oder ein Buchstabe gegeben werden kann, so entspricht auch das Typenrad einer 28 er Teilung, d. h. ein ganzer Schritt s (Abb. 681,1) entspricht zwei Feldern. Um vom Buchstabendruck zum Zahlendruck überzugehen, muß das Typenrad um einen halben Schritt 2 = ein Feld verstellt werden (II in Abb. 681), so daß nunmehr die Zahlen bzw. Zeichen im Schritt liegen und beim Anschlägen der Druckrolle (siehe Pfeile in Abb. 681) sich in der jeweils untersten Lage befinden. Dieses Verstellen des Typenrades geschieht beim Drücken der Blanktasten, und der Korrektionsdaumen KD greift dann in diejenige Zahnlücke des Korrektionsrades, gegenüber welcher sich der Vorsprung (6 in Nebenskizze III) des Wechselhebels w3 befindet. Der Wechselhebel wird durch den Korrektionsdaumen an diesem Ende (6) heruntergedrückt. Diese Schwenkung des Wechselhebels bedingt, da das Korrektionsrad selbst durch den Daumen KD (Abb. 681) in diesem Moment festgehalten wird, eine Drehung des Stellhebels bl—&2 und somit auch des Typenrades um den Winkel eines Typenradfeldes

hierbei

springt b2 in die Kerbe o der federbeeinflußten Klinke cl. Beim Drücken der anderen Blanktaste legt sich der Korrektionsdaumen in diejenige Zahnlücke, über welcher sich jetzt der Vorsprung 6 von w3 befindet. Beim Wechsel wird eine Friktion nicht betätigt, da nur Buchse B1 mit dem Typenrad den halben Schritt

£

ausführt, während die Verklinkung

des Korrektionsrades mit dem Friktionsrad durch sk bestehen bleibt. Beim Abdruck eines beliebigen Zeichens befindet sich der Korrektionsdaumen auch in der aus Abb. 581 zu ersehenden Lage und hält das Typenrad während des sehr rasch vor sich gehenden Druckes in der richtigen Stellung fest. Um den Gleichlauf von Geber und Empfänger herbeizuführen (siehe auch Betrieb), wird das Typenrad zuerst in einer bestimmten Lage zum Halten gebracht. Hierzu ist eine aus den zwei Hebeln h t , hs bestehende Einsteilvorrichtung vorgesehen. Dreht sich die Druckachse mit dem Typenrad in Pfeilrichtung und drückt man Taste Ta, so wird hierdurch ein Stahlklötzchen 1, das durch Stahlfeder SpF mit der Apparatewand fest verbunden ist, in die Kreisbahn des Stiftes tl (an der Friktionssperrklinke) gedrückt, so daß dieser Stift (siehe auch Nebenskizze III und IV) auf die schiefe Ebene 3 aufgleitet und sich in die Kerbe 4 legt. Hierdurch wird die Friktionssperrklinke sk gegen den Druck der Feder / 6 (siehe Nebenskizze III) vom Friktionsrad F2 abgehoben. Gleichzeitig legt sich die Nase n 2 am Hebel h i in die Kerbe ke der Typenradbuchse B. Die Buchse B mit dem Korrektionsrad und dem Typenrad stehen nunmehr still, denn die fest aber drehbar (Achse ae) zwischen den Apparatwänden sitzende Einstellvorrichtung verklinkt sich in der gedrückten Stellung bei 2 mit der Feder SpF. In dieser Lage des Typenrades, die durch die Lage des Stiftes t^ und der Kerbe ke bestimmt ist, befindet sich gerade das Buchstabenblank gegenüber der Druckrolle. Diese Einstellung wird gelöst, sobald durch einen Stromimpuls von der Gegenstation die Kupplung der Druckachse erfolgt, denn es

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legt sich dann der Korrektionsdaumen bei seinem Umlauf in diejenige Zahnlücke des Korrektionsrades, über welcher sich ein Vorsprung des Wechselhebels ws befindet. Es wird also durch den Korrektionsdaumen mit einigem Kraftaufwand das Korrektionsrad gedreht und die Kupplung bei ke, 4 bzw. 2 zwangläufig gelöst. Die Sperrklinke sk fällt wieder in die Zähne des Friktionsrades F2 ein, und das Typenrad läult von dieser Anfangsstellung aus wieder mit. Hierdurch ist eine relative Phasengleichheit des Typenrades in bezug auf den Kontaktschlitten

%KD rerlässl isolierte Feder. . ¿.Eingriff des HO öei grosster Beschleunigung.^ ±. Druck. ±. Vollendung der Korrektur. S. Psp/ertrans flo rt.

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Abb. 582.

und eine absolute Phasengleichheit in bezug auf das Typenrad des den Auslöseimpuls bewirkenden Gebers hergestellt. Die relative Phasengleichheit besteht darin (und wird bei der Justierung der Hughesapparate eingestellt), daß der Druck der Type (beim Empfänger sowie beim Geber), die dem gehobenen Stift der Stiftbüchse entspricht, nicht schon im Moment des Umlegens der Feder / an den Kontakt wu siehe Hauptzeichnung, erfolgt (in diesem Moment erfolgt erst die Auslösung der Kupplung beider Apparate), sondern eine bestimmte Zeit später. Diese Nacheilung entspricht der Zeit, die der Druckdaumen von seiner Ruhestellung aus zurücklegen muß, ehe er gegen die Nase n 1 des Druckhebels h schlägt.

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Dem Diagramm Abb. 582 sind die Winkel bzw. Zeiten zu entnehmen, welche zwischen dem Augenblick der Auslösung, d. h. der Kupplung der Druckachse und den einzelnen, bereits beschriebenen Wirkungen der Druckachse während einer Umdrehung liegen. Die betätigenden Teile der Druckachse sind im Diagramm durch volle Linien gezeichnet, die betätigten Teile punktiert angedeutet. Die gezeichnete Stellung ist die Ruhestellung. Die voll gezeichneten radialen Linien kennzeichnen

den Ausgangspunkt, die gestrichelten den Eingriff bzw. die Betätigung. Die Größe des Zentriwinkels zwischen den zwei Radien ist ein Maß für die Zeit. S c h a l t u n g einer H u g h e s s t a t i o n , Abb. 683. Aus der Schaltung ist zu ersehen, daß der Stromkreis auch über einige Apparateteile verläuft, und zwar einmal über die sog. isolierte Feder Fs zum Apparatkörper und Erde und dann auch über den Anker A des Elektromagneten und den Auslösehebel zu Körper und Erde, desgleichen über die Ausschlußfeder Fe (Abb. 680), Taste Ta und Einsteilvorrichtung ebenfalls zur Erde. Der letzte Stromweg ist in der Ruhelage offen und wird erst beim Drücken der Taste Ta geschlossen. (Siehe Betrieb.)

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Wie bereits erwähnt, verwendet man in den letzten Jahren am häufigsten Hughesapparate mit Gewichts- und Motorantrieb. Das durch ein Gewicht angetriebene Laufwerk wird in Gang gesetzt, indem man einen Bügel Bb (Abb. 583), den sog. Bremsbügel, umlegt. Der Bremsbügel liegt mit einem Bremsklotz aus Holz gegen ein Schwungrad, welches bei Apparaten mit mechanischem bzw. kombiniertem Antrieb auf der Achse a s (Abb. 680) aufgebaut ist. In der Ruhestellung schließt der Bügel Bb (Abb. 583) den Kontakt x. Wird die Bremse gelöst, d. h. der Apparat in Gang gesetzt, so öffnet sich der Kontakt x, und Kontakt y wird geschlossen. Die von der Leitung L ankommenden Stromstöße müssen die Elektromagnetwicklung in einem bestimmten Sinne durchlaufen. Der Polwender Pw gestattet, die Stromrichtung zu ändern. Au ist ein Ausschalter. Durch den Schalter Sch kann der Motor m an das Netz N geschaltet werden. Mit c-q ist die mechanische Auslösung angedeutet. Ein von der Gegenstation kommender Stromstoß verläuft über Stromkreis 1. Der Anker A des Magneten e fällt ab und schließt den Weckerstromkreis 2 bei der Schaltung für mechanischen Antrieb (bei Me gestöpselt). Wird der elektrische Antrieb benutzt, so ist die Schraube aus Me zu entfernen und in die Bohrung EL einzusetzen. Der Anrufwecker wird dann über Stromkreis 3 eingeschaltet. Der abgehende Telegrafierstrom verläuft über Stromkreis 4. Während des Betriebes ist es erwünscht, etwaige Restladungen von der Leitung über den Auslösehebel Hr zur Erde abzuführen. Dieser Stromweg führt bei mechanischem Antrieb über Kontakt y (Stromkreis 6) und bei elektrischem Antrieb über die Federn c und b des Schalters Sch (Stromkreis 7). B e t r i e b d e r H u g h e s a p p a r a t e . Soll der Betrieb zwischen zwei Hughesapparaten aufgenommen werden, so schaltet der anrufende Beamte A seinen Apparat ein (Bb oder Sch, Abb. 583) und gibt, wie oben beschrieben, durch Drücken einer beliebigen Taste das Anrufzeichen. Der angerufene Beamte B antwortet, nachdem er seinen Apparat auch in Gang gebracht hat, durch Drücken zweier Tasten, z. B. Buchstabenblank und N. A merkt an der doppelten Auslösung seines Apparates, daß sein Anruf beantwortet wird. Will A als erster einstellen, so teilt er das B durch wiederholtes Drücken der Tasten I T mit. B gibt daraufhin dauernd einen Buchstaben, z. B. O, in die Leitung. B beobachtet die Reihenfolge der erscheinenden Buchstaben, woran er feststellen kann, ob sein Apparat zu schnell oder zu langsam läuft und reguliert nun so lange am Regler R, bis der Apparat dauernd den gleichen Buchstaben druckt. Dieser Buchstabe braucht nicht der Buchstabe O, sondern kann ein beliebiger anderer sein. Nun ist der Gleichlauf erreicht, und dieser muß noch einer Prüfung unterzogen werden, was folgendermaßen zu geschehen hat. Der Anrufende drückt die Taste Ta, wobei jedoch die Einsteilvorrichtung festgehalten werden muß (denn sonst würde das Typenrad stehenbleiben). Durch Drücken dieser Taste wird über die Brücke 6 (Abb. 583) das Elektromagnetsystem ausgeschaltet. Hält man die Taste Ta während etwa 10 Umdrehungen der Typenradachse gedrückt und erscheint nach Loslassen von Ta immer

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noch das gleiche Zeichen, so ist der Gleichlauf zuverlässig, und der Angerufene t e i l t dies dem A n r u f e n d e n durch D r ü c k e n der Tasten INT m i t . U m die Typenräder n u n noch in gleiche P h a s e zu bringen, legen beide Ä m t e r die Typenräder durch die Einstellvorrichtung f e s t . Die Auslösung erfolgt durch D r ü c k e n der Buchstabenblanktaste, u n d n u n k a n n der Telegrafierbetrieb aufgenommen werden.

b) Der F e r n d r u c k e r von Siemens & Halske 1 ). Der Ferndrucker ist, wie bereits der N a m e besagt, eine Schreibmaschine (Abb. 584), die es g e s t a t t e t , über zwei Leitungen bzw. eine L e i t u n g u n d Erde eine zweite gleichartige Schreibmaschine elektrisch zu betätigen. I m Gegensatz zum bereits beschriebenen Hughes-Typendrucker ist beim Ferndrucker eine Gleichlaufregelung nicht erforderlich. Der A b d r u c k der Zeichen erfolgt beim Geber u n d E m p f ä n g e r erst d a n n , w e n n das T y p e n r a d zum Stills t a n d gekommen ist. Grundgedanke Abb. 585. Die L e i t u n g f ü h r t im A m t A sowie im A m t B über zwei hintereina n d e r geschaltete E l e k t r o m a g n e t e e und ev E l e k t r o m a g n e t ^ spricht auf kurze Stromimpulse an, e jedoch nur auf Stromschließungen längerer Dauer. A b b . 584. Beim Geber v e r l ä u f t der Stromkreis noch über Kontaktfeder /, Unterbrecherscheibe u u n d über eine Schleifbürste zur Batterie B und E r d e E. Beide A p p a r a t e haben zwei gleiche Typenscheiben r, die u n t e r der Wirkung des Gewichtes 0 (oder einer Feder) b e s t r e b t sind, sich in der Pfeilrichtung zu drehen, woran sie jedoch durch d a s Steigrad r 2 und die H e m m u n g p gehindert werden. Die Zähne p der Hemmung greifen in die Zähne des Sperrades r 2 ein, das fest auf der Typenradachse sitzt. Dasselbe Gewicht Q d r e h t über

Amt B

Leitung

AmtA

'

Abb. 585. ') S c h a t z , H. Der Ferndrucker.

Telegr.-Praxis 5, 1925, 345—348.

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ein Kegelradvorgelege Achse a in der (auf der Unterbrecherscheibe u sichtbaren) Pfeilrichtung. Am unteren Ende der Achse a ist ein Arm a t fest angebracht. Das Ingangsetzen der beiden Apparate erfolgt beim Geber durch Druck auf eine weiße Taste (Abb. 684, oberste Tastenreihe, links). Beim Umlaufen der Achse a sendet Batterie B über u und / Stromimpulse in den bereits erwähnten Stromkreis. Diese Stromimpulse bewirken in rascher Aufeinanderfolge das Anziehen und Abfallen der beiden Anker \ der schnellwirkenden Elektromagnete ej. Durch Hin- und Herpendeln der Hemmung p können die Typenräder r von Geber und Empfänger um soviel Schritte in der Pfeilrichtung ge-

dreht werden, wie Stromimpulse vom Unterbrecher des Gebers ausgehen. Es müssen sich die Typenräder von Geber und Empfänger infolgedessen vollständig synchron bewegen, d. h. in gleicher Zeit die gleiche Anzahl Schritte zurücklegen. Hatten die Typenräder außerdem die gleiche Anfangslage, so stehen auch nach dem Durchschreiten einer Anzahl Schritte gleiche Zeichen den Druckrollen (an den Hebeln h) gegenüber. Erfolgt nun der Druck durch Erregung des nur auf längere Stromimpulse ansprechenden Elektromagneten e, so wird auch der gleiche Buchstabe auf beiden Apparaten abgedruckt. Das Anhalten des Typenrades in einer bestimmten Lage geschieht durch das Hervortreten von Stiften s in die Bahn des mit dem Typenrad synchron umlaufenden Armes a x . Drückt man beispielsweise Taste T12, so tritt der dieser Taste entsprechende Stift s aus der Stiftbüchse heraus und hält Arm a 1 fest. Hierdurch kommt der Geber zum Stillstand. Da nun auch vom Unterbrecher u keine Stromimpulse mehr in die LeiG o e t s c h , Taschenbuch 9.

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tung gesandt werden, bleibt auch der Empfänger und dessen Typenrad in der gleichen relativen Lage stehen. Hierauf erfolgt, wie oben bereits erwähnt, die Erregung des Druckmagneten durch den langen Stromimpuls, und der der Taste Tn entsprechende Buchstabe wird abgedruckt. Die Ferndrucker werden praktisch jedoch nicht mit Stromunterbrechungen, sondern mit rasch aufeinanderfolgenden Stromwechseln betrieben. Ein ausführlicheres Schaltungsschema zweier Ferndrucker zeigt Abb. 586. Die Stromwechsel liefert ein Kommutator Cv C2, der aus zwei ineinander geschobenen Radkränzen aus Bronze besteht, die voneinander isoliert und mit den Polen einer 24-Volt-Batterie verbunden sind. Die Batterie ist in der Mitte geerdet oder, wenn Doppelleitung verwendet wird, mit der Rückleitung verbunden. Aus dem Stromlauf ist zu ersehen, daß die Bürsten b beim Bestreichen der Kommutatorsegmente abwechselnd mit dem negativen und positiven Pol der Batterie verbunden werden. Diese raschen Stromwechsel verlaufen beim Geber und Empfänger über die Wicklungen der schnellwirkenden, gepolten Relais iü, und R2. Durch die Anker dieser Relais werden dann die 'ebenfalls gepolten Fortschalteelektromagnete Fx, (Abb. 586, im Ortsstromkreis betätigt. Der neutrale, mit Ft (F2) in Reihe geschaltete Druckelektromagnet (i>2) spricht, wie bereits erwähnt, auf diese raschen Stromwechsel (60 in der Sekunde) vermöge seiner Trägheit nicht an.

c) D e r S i e m e n s - S c h n e l l t e l e g r a f . Der Siemens-Schnelltelegraf gehört zur Gruppe der Maschinentelegrafen. Die Übertragung der Telegrafierzeichen ist bei diesem Apparat unabhängig von der Geschicklichkeit des Beamten und bis zu einer gewissen Grenze nur von den elektrischen Konstanten der Leitung abhängig. Bei guter Beschaffenheit der Leitung kann auch auf größere Entfernungen die Grenze der Leistungsfähigkeit des Apparates, das sind 1000 Zeichen in der Minute, nahezu erreicht werden. In Baud ausgedrückt, ergibt das eine Telegrafiergeschwindigkeit von (1000 -5): 60 = 83 Baud. Die vom Publikum aufgegebenen Telegramme werden von geeigneten Hilfskräften mittels eines Lochapparates (Abb. 587) mit allgemein gebräuchlicher Schreibmaschinentastatur in Form von Lochschrift (Abb. 588) in ein Papierband gestanzt. Wie aus Abb. 589 zu ersehen, werden für jedes Zeichen A b b . 587.

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fünf Stromimpulse beLochstreifen nutzt, und in 32 Kom- ........................................ O O O O O O O O O O O O binationen die Buch- OOO O OO o ooo o 0000 0 OOOOOOO staben sowie Zahlen und O0OOO OO OO o OO oooo OOO OO O OOOO 0 0 o Zeichen dargestellt, wobei ein Loch im Sendestreifen einen negativen Abb. 588. Stromimpuls (Zeichenstrom) und das Fehlen eines Loches einen positiven Stromimpuls (Trennstrom) bedeutet. Das Typenrad beim Schnelltelegrafen ist wie beim Ferndrucker zweireihig (Buchstaben sowie Zahlen und Zeichen) und muß beim Übergang vom Buchstabendruck zum Zeichendruck und umgekehrt in der Achsenrichtung verschoben werden. In Abb. 590 ist die Schaltung des Lochers im Prinzip wiedergegeben. Der Kondensator C liegt über Kontakt a dauernd am Netz, ist also mit der Netzspannung geladen. Jede Taste T hat eine bestimmte Anzahl besonders O bedeutet Z e i c h e n s t r o m a oo gruppierter Ansätze, wodurch beim Niederdrücken b/ o 00 der Tasten immer nur eine gewisse Anzahl der Stanz0 o o o c 0 d&0 magnete in bestimmter Gruppierung, welche dem e 30o0 Symbol des Buchstabens (Abb. 689) entspricht, mit f 10 0 ö dem Tastenkörper leitend verbunden wird. Beim K 00 o 0 h i 00 o Drücken auf eine Taste T werden Kontakte mit l do den Schienen 1, 3 und 5, die mit den Stanzmagneten Jc o 0 Mv M3 und Mb leitend verbunden sind, hergestellt. k? 0 + ö o ö l 0 Die Stanzmagnete werden vorerst noch nicht erregt. jn ? 0 Erst beim Tieferdrücken der Taste T gegen den Bügel H n - 00 wird durch diesen der Umschalter betätigt, wobei 090 o0 P0 oo 0 Kontakt b geschlossen und Kondensator C sich über 1 1 o 0 die Wicklung des Elektromagneten R entlädt. Ii r4 o9 00 schließt durch seinen Kontakt e den Stromkreis: s o t. 5 — Pol, gedrückte Taste, die an den Schienen vorbereiii 7 0 o o teten Kontakte und die über diese eingeschalteten Stanz» ) 0 ooo o » 20 magnete zum + Pol. In der X< 0 0 Abbildung sind es die Stanz6 0 6 y magnete Mlt M3 und M5i die z o o 0 0oo Buchstaben Zwischenraum-* • • je ein Loch in der 1., 3. und B B 0o0o gittern u.Zeichen u 5. Reihe des Papierbandes P Jrrunqszeichen- XX0 o 0 einstanzen. Der Anker von R o nipirplaiitzp.ichengeht sofort wieder in die Ruhe00o o0 Haltlage zurück und schließt KonAbb. 589. takt d, wodurch ein Stromkreis für den Papiervorschubmagneten M s zustande kommt und der Papierstreifen um einen Schritt vorgerückt wird. Wesentlich ist, daß an den Tastenschienen (c) keine Stromunterbrechungen bzw. keine Stromschließungen erfolgen und durch die Wirkung des Kondensators C ein schnelles, präzises Arbeiten der Stanzmagnete stattfindet.

,

Der so vorbereitete Lochstreifen wird in den in Abb. 591 dargestellten automatischen Sender eingeführt und hier von einem Elektromotor über fünf federnde voneinander isolierte Kontakthebel (Abb. 692) 24*

356 hinweggezogen. Die vorderen, mit einer Nase versehenen Enden der Kontakthebel können durch die im Streifen eingestanzten Löcher hindurchtreten, sobald sich ein derartiges Loch gerade über eine Nase hinwegbewegt. Die Kontakthebel sind in der Bewegungsrichtung des Lochstreifens gegeneinander etwas versetzt, so daß sie zeitlich nachd e

einander mit den nasenförmigen Enden in die gestanzten Löcher einer Lochreihe einfallen. Jeder dieser Kontakthebel ist einerseits mit einem Segment der fünfteiligen, abgewickelt dargestellten Senderscheibe verbunden und stellt anderseits, je nach seiner Lage, eine Verbindung mit dem positiven oder negativen Pol einer Ortsstromquelle her. Bei dem in Abb. 592 dargestellten Beispiel ist nur in der ersten Reihe des Lochstreifens ein Loch eingestanzt; es wird also nur Segment 1 der Senderscheibe an den —Pol, die Segmente 2 bis 6 dagegen werden an den + Pol der Ortsstromquelle angeschlossen. Die in Übereinstimmung mit dem vorwärtsschreitenden Lochstreifen über die Segmente 1 bis 6 der Senderscheibe hinwegbewegte KonAbb. 591. taktbürste ist mit der Wieklung eines gepolten, neutral eingestellten Relais verbunden, dessen Anker während des ersten Fünftels der Umdrehung infolge des negativen Ortsstromes an den rechten Kontakt, während der übrigen vier Fünftel Umdrehung dagegen an den linken Kontakt angelegt wird. Die Kontakte des Senderelais stehen mit den beiden Polen der in der Mitte geerdeten Linienbatterie in Verbindung, während an dem Anker die Leitung angeschlossen ist. Der neutral eingestellte Anker des gepolten Empfangsrelais beim fernen Amt führt, wie leicht ersichtlich, genau die gleichen Bewegungen aus wie der Anker des Senderelais. Synchronismus und Phasengleichheit zwischen der Kontaktbürste der

358 Senderscheibe und dem Biirstenarm des Empfangsringes vorausgesetzt, wird der Anker des Empfangsrelais am —Pol der Batterie liegen, während die Bürste das erste Fünftel des ebenfalls abgewickelt dargestellten Empfangsringes bestreicht; der Anker liegt am + Pol, während die Bürste über die übrigen vier Fünftel des Empfangsringes gleitet. Der Empfangsring hat fünf kurze, voneinander isolierte Segmente 1 bis 5, die mit je einem gepolten, neutral eingestellten Aufnahme- und Übersetzerrelais Rl bis -ß6 verbunden sind; die Anker dieser fünf Relais (in Abb. 592 neben den Übersetzerringen dargestellt und ebenfalls mit R1 bis i?5 bezeichnet) werden also nacheinander, je nach Richtung des eintreffenden Linienstromes, eingestellt, und es wird somit die jeweilige Stellung der fünf Kontakthebel des Senders in eine entsprechende Umstellung der fünf Relaisanker beim Empfänger übertragen. Bei dem gewählten Beispiel ist nur der Anker des Relais Il 1 an seinen unteren Kontakt gelegt, die übrigen Relaisanker liegen an den oberen Kontakten. Nach Einstellung der Relaisanker R1 bis Ä5 durch die Linienströme

erfolgt im Ortsstromkreis, gänzlich unabhängig von den Vorgängen auf der Leitung, die Umsetzung des so aufgenommenen Zeichens in Typendruck. Jedem der Relais R1 bis Rb ist zu diesem Zweck je ein Segmentring S1 bis 2 und 12 geht ein Minus-Stromstoß in die Leitung L und löst den Apparat am Ende der Leitung aus. Soll der eigene Apparat mitschreiben, so erfolgt zu gleichem Zeitpunkt auch die Auslösung des eigenen Empfängers. Durch Ansprechen des Auslösemagneten m wird die Senderachse w mit den Nockenscheiben _f\ 'bis F 7 freigegeben und nach einer Umdrehung durch Klinke c wieder angehalten. Nachdem die Achse w einen kleinen Zentriwinkel zurückgelegt hat, wird Kontakt 7 unterbrochen, und der Auslösemagnet m und die Haltewicklung 1 des Sendehilfsrelais H werden wieder stromlos. Wie aus der Darstellung des Tastenwerkes zu ersehen ist, liegen unter den Tasten auch die weiteren fünf Schienen 1, 2, 3, 4, 5, die mit bestimmten Einkerbungen versehen sind. Die Einkerbungen sind so angeordnet, daß durch Verschieben dieser fünf Schienen (durch eine heruntergedrückte Taste) nach rechts oder links, an den Kontaktsätzen 14 bis 18 die dem Zeichen entsprechenden Plus- und MinusStromstöße vorbereitet werden. Alle fünf Schienen werden in der eingestellten Lage so lange gesperrt, bis das eingestellte Zeichen durch den Sender abgetastet und in die Leitung gegeben ist. Wie aus der Abb. 616 zu ersehen ist, arbeitet der Sender in Doppelstromschaltung. Es liegt an den Kontaktfedern der Nockenscheiben F t bis F b jeweils (der Zeichenkombination entsprechend) der Plus- oder Minuspol der Batterie B. Setzt man während der einen Umdrehung der Achse w des Senders und der Achse wx des Empfängers Gleichlauf voraus, so werden die durch Taste und Wählschienen eingestellten Kontakte (14 bis 18) in zeitlicher Aufeinanderfolge über die Federsätze der Nockenscheiben F, bis i*6 abgetastet und als Plus- bzw. Minus-Stromstöße in die Leitung L gesandt und vom Linienrelais LR des Empfängers empfangen. Der Empfang auf die Kondensatoren K t bis K b , die Übernahme dieser Ladungen auf die Übersetzerrelais B, bis i?5, die ihre Anker r t bis rb entsprechend einstellen, und die Umsetzung der Ankereinstellungen

379

—

durch den Übersetzer in Typendruck gehen in der gleichen Weise vor sich, wie das beim Tasten-Schnelltelegrafen, Abb. 611, der Fall ist. Das Typenrad ist zweireihig, so daß der Wechsel von Buchstaben auf Ziffern und Zeichen und umgekehrt durch axiale Verschiebung des Typenrades erfolgt, wie das bei den übrigen bisher beschriebenen Streifendruckern (Ferndrucker, Siemens - Schnelltelegraf, TastenSchnelltelegraf) der Fall ist. Die zeitliche Reihenfolge der Vorgänge beim Sender, Empfänger und Übersetzer zeigt die Abb. 617. I.Zeichen I.Zeichen *1*?2* 1b*tms Anloufschritt Sperrschr/it !t 5 Sfromschriffe —j—Auslösezeit

ste 11

11

,

•ti. Ausgleich der Drehzahltoleranz Einstellen der Übersetzer-Relais rLadung des * Zeichenabdruck ^ Druckkondens.

Abtastung

1

! Anlauf schritt rU' 1 —Konstante Verschiebung zwischen S und £ Uu.DEL-

1 1

htH

Auslösezeit——'

HP

1

wmmm

1 * ~~H T

Stanzzeit'—Lochstreifen

- Vorschub

Abb. 617. E s b e d e u t e n : S = Sender, E = E m p f ä n g e r , Ü und D = Übersetzer und Drucker, EL = Empfangsioctier.

Durch eine Reihe von Zusatzeinrichtungen läßt sich ein Fernschreiber im Betriebe besser ausnutzen. Mittels eines Handlochers, Abb. 618, kann das Telegramm oder der Brief in die Form eines Lochstreifens gebracht werden. Dieser Lochstreifen wird in einen Lochstreifensender, Abb. 619, eingelegt. Der Lochstreifensender ist mittels Kabelschnur und Mehrfachstecker mit dem Fernschreiber verbunden und gestattet den Betrieb der Maschine mit der Höchstgeschwindigkeit von 7 1 /, Zeichen in der Sekunde, das ist bei 7 Stromschritten (fünf Zeichenschritte,

Abb.

018.

Abb.

619.

Abb.

620.

—

380 —

dazu ein Anlaß- und_ein_Sperrschritt) eine Telegrafiergeschwindigkeit von 50 Baud. Der elektromotorisch angetriebene Handlocher e n t h ä l t eine Tastatur,'die ebenfalls unter Vermittlung von fünf Wählschienen einen Satz von_6 Stanzstempeln steuert. 6 Stempel dienen zur Herstellung der

A b b . 621.

Stromschrittlöcher; der 6. Stempel wird bei jedem Tastendruck bet ä t i g t und dient zur Herstellung der Vorschublochreihe. Einen mittels Handlocher hergestellten Streifen zeigt Abb. 621 in natürlicher Größe. Das übermittelte Telegramm kann auch gleichzeitig in Typendruck und als Lochstreifen empfangen werden. Mittels Mehrfachstecker k a n n ein Empfangslocher, Abb. 620, mit dem Fernschreiber so verbunden werden, daß dieser Lochstreifen mit hergestellt wird.

c) D e r m e c h a n i s c h e

Fernschreiber.

Von den mechanisch wirkenden Fernschreibern soll im nachstehenden die als Blattdrucker durchgebildete Maschine beschrieben werden. 1 ) Die äußere Ansicht des Blattdruckers zeigt Abb. 622. Dieser Springschreiber ist noch mehr als der elektrische Fernschreiber der Büroschreibmaschine angeglichen insofern, als der übermittelte T e x t nicht mehr unter Benutzung eines Typenrades auf einen Papierstreifen gedruckt wird, sondern durch Verwendung von Typenhebeln auf einen Papierbogen. Es wird ein Farbband, das zweifarbig sein kann, verwendet, auch ist die Möglichkeit zur Anfertigung einer Reihe von Durchschlägen (Kopien) gegeben. Es wird beim Blattdrucker sofort sichtbare Schrift A b b . G22. erzeugt, und neuere Maschinen haben auch einen angebauten Locher. Die höchstzulässige Schreibgeschwindigkeit b e t r ä g t l l j 7 Tastenanschläge in der Sekunde. Geber und E m p fänger sind in einem Gerät vereinigt. Die mechanisch ineinander greifenden Gruppcnmechanismen sind in ihrer Wirkungsweise von jedem Schreibmaschinen-Mechaniker zu übersehen, so daß die Instandhaltung dieses Gerätes keine Schwierigkeiten bietet. Pflegevorschriften werden von den liefernden Firmen beigegeben. ') E s gebaut.

werden

auch

mechanische

Fernschreiber

als

Streifendrucker

—

381

—

Als T a s t a t u r k ö n n e n die in den Abb. 614 u n d 615 dargestellten v e r w e n d e t werden. Die Abb. 624 zeigt den B l a t t d r u c k e r ohne S c h u t z k a p p e . Der ganze A p p a r a t k a n n durch wenige H a n d g r i f f e in f ü r sich abgeschlossene T e i l a p p a r a t e zerlegt werden. Die Abb. 623 zeigt eine moderne A u s f ü h r u n g eines Fernschreibers in P u l t f o r m . Das G e r ä t ist in einem g e r ä u s c h d ä m p f e n d e n Gehäuse so u n t e r g e b r a c h t , d a ß es, wenn verschlossen, f a s t geräuschlos a r b e i t e t . Dieses G e r ä t wird a u c h als Fernsehreiber-Teilnehmerstelle bezeichnet.

Abb. 623. 1. D e r T a s t e n s e n d e r . A b b . 625*) v e r a n s c h a u l i c h t einen Teil des Tastenwerkes sowie des Senders S. Die H ä l f t e der Tasten ist e n t f e r n t , d a m i t die K o m b i n a t i o n s schienen 9 s i c h t b a r werden. Bei d e m mechanisch wirkenden Fernschreiber wird die Z e i c h e n k o m b i n a t i o n a m Sender g e n a u so vom T a s t e n w e r k vorbereitet, wie das bei d e m elektrischen Fernschreiber der Fall i s t . Die bei j e d e m T a s t e n d r u c k vorbereiteten Plusu n d M i n u s - S t r o m s t ö ß e werden in zeitlicher Aufeinanderfolge in die L e i t u n g gegeben u n d a m E m p f ä n g e r von einem E m p f a n g s m a g n e t e n a u f g e n o m m e n . Die Speicherung dieser Zeichen geschieht n i c h t wie bei *) Heute gültige Tastenanordnungen s. Abb. G14 u. 615.

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382

A b b . 624.

Abb. 025

—

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383

—

dem elektrischen Fernschreiber durch Kondensatoren bzw. Relais, sondern durch fünf Wählschienen. Die Tasten 1 sind in ihrer Aufund Abwärtsbewegung durch die Einschnitte in den Rechen 2 und 2' geführt. Unterhalb der Tastenhebel und quer zu diesen sind fünf Kombinationsschienen 9 und eine Auslöseschiene 13 leicht beweglich angeordnet.

Die Form der Kombinationsschiene 9 ist aus Abb. 626 zu erkennen. Bei der nachfolgenden Beschreibung des Tastenwerkes und des Senders sind Abb. 625, 626 und 627 zu beachten. Beim Niederdrücken einer Taste 1 gleitet, wie aus den Abbildungen zu ersehen, der Tastenhebel an den schrägen Einschnitten der Kombi-

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384

—

nationsschienen entlang und verschiebt diese, je nach Anordnung der Schrägen, nach rechts, Abb. 627, oder links, Abb. 626. Die Kombinationsschienen 9 sind am linken Ende als Winkel mit den Schenkeln 6 ausgebildet. Die Schenkel 5 von allen fünf Kombinationsschienen sind verschieden lang und arbeiten mit ihren Nasen 6 mit den winkelförmigen Kontakthebeln 3 des Senders zusammen. Der Kontakthebel 3', Abb. 625, ist frei und arbeitet mit dem Kontakt-Federsatz 11' des Senders derart zusammen, daß dieser Kontakt bei jeder Auslösung des Senders einen Minus-Stromschritt, den Anlaufstromschritt, aussendet. Die Nase 6 einer Kombinationsschiene legt sich unter den waagerechten Arm 3 des Kontakthebels, wenn diese Kombinationsschiene sich beim Tastendruck nach links verschiebt; die Nase 6 legt sich nicht unter den Arm 3, wenn die Kombinationsschiene 9 sich beim Tastendruck nach rechts verschiebt. Die Nebenskizze I in Abb. 626 erläutert diesen Vorgang. Die Skizze soll den Fall darstellen, daß die Kombinationsschiene 9' mit dem Schenkel 5' und Nase 6' sich nach rechts verschoben hat. Der waagerechte Arm 3' des entsprechenden Kontakthebels kann sich um die Wegstrecke ot nach unten bewegen, sobald eine solche Bewegung von der Auflage, mit der sich der senkrechte Arm von 3' in Kraftschluß befindet, zugelassen wird. Die Kombinationsschiene 9 " mit dem Schenkel 5 " sei nach links verschoben; der waagerechte Arm von Kontakthebel 3 " kann keine Bewegung nach unten ausführen, da die Nase 6 " sich dicht unter den Hebelarm 3 " geschoben hat. Schiene 9 " ' mit Schenkel 5 " ' hat, wie die Nebenskizze zeigt, eine Verschiebung nach rechts erfahren, so daß für den Hebelarm 3 " ' auch eine Möglichkeit besteht, sich um den Weg /, der Umdrehung unterbrochen, und zwar dadurch, daß die Nutenscheibe 12 des sechsten Kontakthebels 3' (Abb. 625) diesen herausdrückt (s. Pfeilrichtung in Nebenskizze der Abb. 627). Es wurde bereits erwähnt, daß beim Tastendruck durch die Kombinationsschienen 9 (Abb. 625, 626, 627) die Stromschrittkombination für ein Zeichen vorbereitet ist. Dreht sich nun der Sender, so werden die Kontakte 33, deren Kontakthebel 3 am waagerechten Arm von den Nasen 6 (Abb. 626, Nebenskizze I) festgehalten werden, offen bleiben, da infolge dieser Sperrung die Nase 20 nicht in die Nut 21 der zugehörigen Nutenscheibe 12 einfallen kann (s. Abb. 626, Nebenskizze II). Der offenbleibende Kontakt 33 bedeutet einen „Kein-StromSchritt". Die Kontakte 33 derjenigen Kontakthebel, die am waagerechten Arm frei sind (s. Nebenskizze I, Abb. 626) schließen sich (unter dem Druck der Feder 11), sobald der Kontakthebel 3 mit Nase 20 beim Weiterdrehen des Senders an der Nut der zugehörigen Nutenscheibe angelangt ist (siehe Nebenskizze in Abb. 627). Dieser Stromschluß bedeutet einen positiven Stromstoß auf der Fernleitung. Aus der Abb. 629 ist auch noch zu erkennen, wie das Anhalten der Senderachse 14 erfolgt, und zwar geschieht dies unabhängig davon, ob die Taste noch gedrückt oder bereits in die Ruhelage zurückgekehrt ist. Der Nocken 45 greift vor Vollendung des Umlaufs der Senderachse unter die Auslöseklinke 32 und verklinkt diese wieder mit dem Sperrhebel 37. Durch die Nase 34, die gegen den unteren Arm des Zwischenhebels 35 stößt, wird dieser auch angehoben und verklinkt sich in der gezeichneten Lage mit dem Sperrhebel 37. Zum Schluß des Umlaufes der Senderachse wird diese durch die Sperrnase 34 und Zwischenhebel 35 wieder angehalten. Durch den Nocken 36 wird der Sperrbügel 30 bei 39 wieder in die Höhe gestoßen, und die Kombinationsschienen 9 (5) sind für die nächste Einstellung wieder freigegeben. Die Abb. 630 stellt den Stromverlauf auf der Leitung dar, wenn

Abb. 630.

das Zeichen R und Zeichen Y gesendet wird, a bedeutet den Anlaufschritt (kein Strom), 6 den Sperrschritt (Plusstrom). 2. Der Empfänger. Der Empfänger hat die Aufgabe, mit Hilfe eines einzigen Magneten, auf den die Leitungs-Stromstöße mittelbar oder unmittelbar einwirken, die Auslösung des Apparates herbeizuführen, die fünf Plus- bzw. Minus-

—

387

—

Stromstöße in je eine bestimmte Stellung von fünf Wählschienen umzusetzen und zuletzt den Apparat wieder anzuhalten. Von den Wählschienen aus erfolgt dann die Umsetzung des eingestellten Zeichens in Druckschrift. Die Abb. 631 zeigt den Empfänger, bestehend aus einem Elektromagneten mit 5 nebeneinander liegendenAnkern; links sind die 6 Wählschienen zu sehen, rechts die sogenannte Daumenbuchse, durch deren Vermittlung der Motor, gesteuert durch den Elektromagneten, die einzelnen Arbeitsgänge ausübt. Über und senkrecht zu den Wählschienen liegen die später noch näher beschriebenen Zugstangen für die Typenhebel.

Der in der Ruhestellung stromdurchflossene Elektromagnet hält die fünf (getrennt frei beweglichen) Anker angezogen gegen den Zug von Federn, die jedem Anker zugeordnet sind. Wird der Elektromagnet stromlos (Anlaufstromschritt), so fallen alle fünf Anker, unterstützt durch den Zug der Ankerfedern, ab. Dieser Auslösevorgang soll an Hand der Abb. 632 näher beschrieben werden. In der Abb. 632 ist durch die Skizze I die Ruhestellung des Empfängers dargestellt; der Elektromagnet mit den Kernen 1 hält die fünf Anker 2 angezogen.

Die Achse 10 der Daumenbuchse ist über eine Reibungskupplung mit einer bereits umlaufenden vom Motor angetriebenen Achse verbunden, befindet sich aber in Ruhe, da der fest auf der Achse 10 sitzende Mitnehmer 9 über Anschlaghebel 11 an der Nase 5 des Bügels 6 festgehalten wird. Die Skizze II derselben Abbildung veranschaulicht den Zustand kurz nach dem Eintreffen des Anlaufstromschrittes. Der Elektromagnet 1 hat alle fünf Anker 2 abfallen lassen. Die Anker hatten, 26*

388

—

unterstützt durch den Zug der Federn (4), die quer zu den Ankern verlaufende Leiste 7 abwärts gedrückt. Dadurch war auch der Bügel 6 mit Nase 5 so weit heruntergegangen, daß der Anschlaghebel 11 frei wurde. Die oben erwähnte Kupplung nimmt nun die Achse 10 mit und dreht sie um 360°. Skizze III der Abb. 632 zeigt den Zustand kurz vor Vollendung eines Umlaufes der Daumenbuchse. Der Mitnehmer 9 greift unter die Fahne 8 des Bügels 6 und drückt mittels der am Bügel angebrachten Leiste 7 alle fünf Anker 2 wieder an die Polschuhe des Elektromagneten 1. Geht in diesem Augenblick gerade Strom durch den Elektromagneten, so werden alle fünf Anker wieder gehalten, und die Ausgangsstellung (Skizze I) ist wieder erreicht. Wie nun im Verlaufe der Umdrehung das Umsetzen der Stromstöße ( + , —) in bestimmte Stellungen der Wählschienen stattfindet, soll an Hand der Abb. 633 und Abb. 634 erläutert werden. Jedem der fünf Anker 2 des Elektromagneten 1 ist zugeordnet: ein Wählhebel 5, ein Daumen 9, ein Schwert 12 und zwei Steuerhebel 16Für alle Teile gemeinsam ist der Hubhebel 14 mit Nocken 15 und Sperrwinkel 17 mit Sperrstift 19 und Nocken 18. Es wurde bereits ausgeführt, daß nach dem Eintreffen des Anlaufstromschrittes sämtliche fünf Anker des Empfangselektromagneten abgefallen sind. Nach 1 / 1 des Umlaufes trifft der erste Stromstoß des zu übertragenden Zeichens ein. Der Daumen 9, Abb. 633, I, drückt über Ansatz 6 des Wählhebels 5 und dieser mit seiner oberen Spitze den zugehörigen (beispielsweise) ersten Anker gegen die Polschuhe des Elektromagneten. Trifft in diesem Moment ein Stromstoß aus der

mit durch den Motor geleistet. Der Telegrafierstrom braucht also nur gering zu sein (etwa 40 mA), da er nur den Anker in angezogener Stellung zu halten hat. Bei Weiterdrehung der Daumenbuchse in Pfeilrichtung gleitet der Ansatz 6 des ersten Wählhebels vom Daumen 9 ab, und der Wählhebel selbst kehrt unter dem Zug der Feder in die in Abb. 633, II. gezeichnete Stellung (Anschlag 4).

—

389

—

Kommt im Moment des Ankerandrückens kein Stromstoß aus der Leitung, so wird nach Weiterdrehen des Daumens (Abb. 633, III) der Anker wieder zurückfallen und den betreffenden Wählhebel mittels des Einschnittes 11 in der geschwenkten Arbeitslage festhalten.

Von den fünf Wählhebeln gehen also alle diejenigen zurück in die Ruhestellung, bei denen während des Ankerandrückens der Elektromagnet einen „Strom"-Schritt erhielt. Alle anderen verbleiben (infolge der ,,Kein-Strom"-Schritte) in der verklinkten Stellung. Ist der fünfte Wählhebel eingestellt, so erfolgt unmittelbar darauf die Übertragung der Wählhebeleinstellung auf je ein Schwert. Die Schwerter werden, wie oben gesagt, von einem gemeinsamen Iiub-

A b b . 635.

—

390

—

hebel 14 (Abb. 634, I) angehoben und stellen sich hierbei ein. Ist der zugehörige Wählhebel mit dem Anker verklinkt, Abb. 634, I, so stößt beim erwähnten Hub Ansatz 30 des Schwertes gegen den Schnabel 3 des Wählhebels, wodurch das untere Ende des Schwertes sich nach links bewegt. Ist der Wählhebel in der Ruhestellung, so wird beim Hub des Hubhebels 14 die Spitze dieses zugehörigen Schwertes nach rechts bewegt, Abb. 634, II. Nachdem die fünf Schwerter auf diese Weise gleichzeitig eingestellt worden sind, hebt sich der Sperrstift 19 durch Einfallen des Sperrwinkels 17 in den Daumen 18. Hierdurch wird die jeweilige Lage der Schwerter 1 bis 5 (Spitze rechts oder links) vom Sperrstift 19 festgelegt. Unmittelbar hierauf läßt der Hubhebel alle fünf Schwerter fallen (Federn); die Spitzen der Schwerter stoßen je auf einen Hebelarm der Steuerhebel 16 (links oder rechts), wodurch, wie aus Abb. 634, I I I zu ersehen, die Wählschienen 20 verstellt werden. Es wurde eingangs erwähnt, daß über den Wählschienen die Zugstangen vom Typenkorb liegen. Diese Zugstangen liegen alle in einer Ebene: die Abb. 635,- die den Drucker veranschaulicht, zeigt auch die unterhalb des Typenkorbes liegenden Zugstangen. Die Einschnitte in den fünf Wählschienen sind so angeordnet, daß bei beliebiger Verstellung der Wählschienen gegeneinander immer jeweils nur ein durch alle fünf Schienen verlaufender Kanal gebildet wird, in den dann nur eine der Zugstangen einfallen kann. Ist dies geschehen, so wird diese Zugstange durch eine Falle 6, Abb. 636, die parallel zu den Wählschienen 9 unter allen Zugstangen verläuft, am vorderen hakenförmig ausgebildeten Teil erfaßt und nach rechts in die gestrichelt gezeichnete Stellung gezogen. Unter Vermittlung des Zwischenhebels 3 erfolgt dann das Hochschlagen des Typenhebels 1 gegen das Papier auf der Schreibwalze. Die Falle 6, ein flacher Blechstreifen, ist auf der Achse 8 drehbar gelagert und fest mit dem die Rolle 7 tragenden Hebelarm verbunden. Eine kräftige Feder drückt die Rolle 7 gegen das Exzenter 5. Das Exzenter wird von der dauernd vom Motor angetriebenen Druckerachse im richtigen Zeitpunkt in Tätigkeit gesetzt, und zwar erfolgt die Auslösung vom Mitnehmer der bereits 7 8 früher beschriebenen Daumenbuchse. Abb. 636. Während des Abdruckes eines eingestellten Zeichens sind alle Teile des Empfängers bis auf die Wählschienen für die Aufnahme eines neuen Zeichens frei, so daß das nächste Zeichen bereits während des Abdruckes des vorhergehenden aufgenommen werden kann. Nach dem Abdruck des Zeichens werden alle Zugstangen 4, Abb. 636, von den Wählschienen 9 abgehoben, so daß diese frei sind und im weiteren Verlauf wieder neu eingestellt werden können.

—

391

— -2. Zeichen-

1. Zeichen

Sender Anlaufschritt Empfänger

I Auslösezeit

rnri 1—

*

Sperrschritt

S

J

-Abtabung^^Drucker

T

i

Ctnfeil der Zugstange

Zeit Sperren der Schwerter

einstellen der Wählschienen

v

Ziehen der Type

Ruckgang der We

X

Auslösung 'Abdruck der Oruckachse der type

Abb. 637.

Die zeitliche Aufeinanderfolge der beschriebenen Vorgänge beim mechanischen Springschreiber veranschaulicht die Abb. 637. Aus dieser Darstellung ist zu erkennen, daß die Abtastung (bei diesem Springschreiber „das Wirksamwerden") der vom Sender ausgehenden Stromstöße etwa in der zeitlichen Mitte derselben erfolgt. Diese Mittelabtastung macht die empfangenen wirksam werdenden Stromstöße unabhängig von der Verzerrung und läßt beträchtliche Abweichungen in der Phase zwischen Sender und Empfänger zu, ohne daß Störungen in der Übertragung eintreten. Die Mittelabtastung kommt dadurch zustande, daß der Wählhebel sich etwa Vs der gesamten Zeitdauer eines Stromschrittes hinter der Nase des Ankers befindet, Abb. 633, I I ; während dieser kurzen Zeitdauer wird entschieden, ob der Anker gehalten werden soll (Strom-Schritt) oder nicht (KeinStrom-Schritt). Der Wagen mit dem Papier wird nach Abdruck eines Zeichens um einen Zeichenabstand nach links verschoben; dieses geschieht durch eine Klinke, die in eine Zahnstange des Wagens eingreift, und zwar beim Rückgang der in Abb. 636 dargestellten Falle 6 in die Ruhestellung. Hier betätigt die Falle über ein Exzenter-Vorgelege die Fortschalteklinke für den Wagen. Wagenrücklauf, Zeilenwechsel sowie der Übergang von Zahlen zu Buchstaben und umgekehrt wird durch je eine besondere Zeichenkombination, der wiederum eine besondere Zugstange beim Empfänger

—

392

—

zugeordnet ist, ausgelöst. Zwecks Herstellung von Durchschlägen wird der Originalpapierstreifen mit zwei bzw. vier durchsichtigen Papierstreifen zusammen auf eine Rolle gebracht. Das Farbband läßt man dann zwischen dem 1. und 2. sowie zwischen dem 3. und 4. Durchschlagpapier einmal hin- und einmal zurücklaufen. Das 1. und 3. Durchschlagpapier wird dann auf der Rückseite beschrieben, das 2. und 4. Durchschlagpapier auf der Vorderseite. Auch können Originalpapierstreifen in bekannter Art mit Kohlepapier unterlegt werden.

B. Vermittlungseinrichtungen und Hilfsgeräte 1 ). a) S e l b s t t ä t i g e r E i n - u n d A u s s c h a l t e r . Die einfachste Schaltung, in der zwei Fernschreiber auf kurze Entfernungen miteinander verkehren können, ist in Abb. 63S gezeichnet. Mit a ist jeweils der Empfänger, mit 6 der Sender bezeichnet; c ist die gemeinsame Batterie, d die Verbindungsleitung. Um dem Fernschreiber die größte Verwendbarkeit zu sichern, muß die Möglichkeit gegeben sein, eine Maschine von fern einzuschalten, ohne daß an dieser Maschine eine Bedienungsperson zugegen ist. Das

12

*) R o ß b e r g , ]•:., F e r n s c l i r e i b - V e r m i t t l u n g s e i u n c l i l u i i g e i i . 1932, 149—55.

Siemcns-Z.

—

393

—

Einschalten geschieht durch den Telegrafierstrom selbst, der einen selbsttätig wirkenden Schalter betätigt. 30 bis 40 Sekunden nach Beendigung der Übertragung wird die Maschine selbsttätig wieder in die Ruhelage versetzt. Die Wirkungsweise dieses sogenannten Auslaufschalters ist aus Abb. 639 zu erkennen. In dieser Darstellung sind die Einzelteile der Anordnung zum Zwecke der besseren Übersicht etwas auseinandergezogen gezeichnet. Der Antriebsmotor des Fernschreibers wird über das Federpaar 1, 2 ein- und ausgeschaltet. In der Nebenskizze der Abb. 639 ist der Schalter im geöffneten, in der Hauptzeichnung im geschlossenen Zustand gezeichnet. Der Schaltnocken 3 mit Feder 19 und Kuppelungsstift 18 sitzen fest auf der Achse 4, auf der auch der Flansch 6 befestigt ist. An der Buchse 5, die leicht drehbar auf der Achse 4 gelagert ist, sind das Schneckenrad - 17 and die Kurvenscheibe 14 befestigt. Die Buchse mit der Kurvenscheibe wird, während die Maschine läuft, über Schnecke 16 und Schneckenrad 17 dauernd ganz langsam in der Pfeilrichtung gedreht. Der Steuerhebel 10, der auf der Achse 11 drehbar gelagert ist, trägt am linken Arm die Rolle 13, die auf der Kurvenscheibe 14 abrollt. Durch die Feder 12, die am oberen Ende des Steuerhebels 10 angreift, wird die Rolle 13 dauernd gegen die Kurvenscheibe 14 gedrückt. Am unteren Bügel des Steuerhebels 10 ist eine Blattfeder 7 befestigt, die mit dem oberen umgekröpften und mit einem Einschnitt versehenen Ende 8 den Flansch 6 umfaßt. Die Feder 7 ist etwas vorgespannt und liegt gegen das umgebogene Ende des rechten Armes 9 vom Steuerhebel 10 an. Dreht sich die Kurvenscheibe, so gleitet die Rolle 13 auf einen der vier Nocken auf und verdreht hierbei den Steuerhebel 10 im Uhrzeigersinne. Die Klinke 20 kann hierbei einfallen und den Hebel 10 festhalten. Solange jedoch Telegrafierzeichen einlaufen und die bei der Auslösung abfallenden Anker des Empfangs-Elektromagneten auf Hebelarm 23 aufschlagen, wird über Achse 22 die Klinke 20 immer wieder ausgehoben. Laufen keine Zeichen mehr ein, so kann die Klinke 20 den Steuerhebel 10 festhalten; die Feder 7 ist stärker gespannt und zieht die Achse 4 so weit nach rechts, daß der Kuppelungsstift 18 im weiteren Verlauf der Drehung von 17 in einen der Ausschnitte des Schneckenrades eingreift und nun auch der Schaltnocken 3 gegen den Zug der Feder 19 gedreht wird. Hat der Aufhängestift der Feder 19 die höchste Lage überschritten, so fällt Feder 2 mit ihrem Ansatz in den Ausschnitt des Schaltnockens 3 ruckartig ein. Der Kontakt zwischen den Federn 1 und 2 wird plötzlich unterbrochen' und der Motor des Fernschreibers stillgesetzt. Siehe Nebenskizze im Bild links unten. Soll der Betrieb wieder aufgenommen werden, so muß an dem Fernschreiber, der mit dem Senden beginnen will, die Taste „Buchstaben" (Bu) gedrückt werden. Über 31 und Zugstab 32 wird die Klinke 20 so gedreht, daß sie den Hebel 10 freigibt. Unter dem Einfluß der Feder 12 wird nun über 7, 8, 6, Achse 4 mit Scheibe 3 und Stift 18 so weit nach links verschoben, daß der Stift 18 außer Eingriff mit 17 kommt. Achse 4 kann sich nun wieder frei drehen, so daß Feder 19 erneut zur Wirkung kommt und die Scheibe 3 in die in

—

394

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der Hauptzeichnung dargestellte Lage bringt. Das geschieht wiederum ruckartig, so daß auch der Kontakt zwischen den Federn 1 und 2 plötzlich geschlossen und der Antriebsmotor eingeschaltet wird. Der Motor des anderen Fernschreibers wird ferneingeschaltet durch Aussenden der für „Buchstaben" vorgesehenen Stromschrittfolge bestehend aus dem „Keinstrom"-Anlaufschritt und fünf Stromschritten für das Zeichen selbst. Am fernen Empfänger fallen alle Anker der Empfangsmagneten ab und drücken bei 34 auf den Schaltbügel 24. Der Bügel dreht sich um die Achse 30 und hebt über 23 und Achse 22 die Klinke 20 aus. Hierdurch wird am fernen Apparat ebenfalls das Schließen des Motoreinschaltkontaktes 1,2 herbeigeführt. Auf diese Weise ist es in der in Abb. 638 dargestellten Schaltung möglich, einen Fernschreib-Verkehr durchzuführen, ohne daß an dem empfangenden Apparat eine Bedienung erforderlich ist. Die Einrichtung 25, 26, 27, 28, 29, 30 dient zum Ausschalten des Empfängers des sendenden Fernschreibers wenn das Mitschreiben des eigenen, als Sender arbeitenden Apparates nicht erwünscht ist.

b) Der N a m e n g e b e r . Beim Fernschreibverkehr über Vermittlungseinrichtungen~(Zentralen) muß, insbesondere bei vollselbsttätigen Zentralen, der Anrufende eine Kontrolle darüber haben, daß der von ihm verlangte und über die Vermittlungseinrichtung auch erreichte Teilnehmer wirklich der Gewünschte und daß dessen Apparat betriebsbereit ist. An jedem Teilnehmerapparat muß deshalb eine Einrichtung vorgesehen sein, die auf telegrafischem Wege eine eindeutige Meldung abgibt, aus der der Anrufende sofort erkennen kann, ob er mit dem gewünschten Teilnehmerapparat verbunden ist. Solche Einrichtungen werden als Namengeber bezeichnet, denn es ist am zweckmäßigsten, diese Meldung gleich als Namen des Teilnehmers zu gestalten, z. B. „BörseBerlin" oder „Deutsche Bank". Das Tastenfeld des Fernschreibers hat eine Taste mit der Aufschrift „Wer da" (s. Abb. 624). Wird diese Taste gedrückt, so sendet der Sender eine Stromschrittfolge (s. Abb. 524) aus, die beim fernen Empfänger, mit dem der Sender verbunden ist, den Namengeber anlaufen läßt. Der ausgelöste Namengeber setzt den Sender des A b b . 640.

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gewählten und angerufenen Apparates in Gang, der den Namen dieses Apparates dem Anrufenden meldet. Die Abb. 640 veranschaulicht den Zusammenbau des Fernschreibersenders mit dem Namengeber; an Hand der Abb. 641 soll die Wirkungsweise dieses Teilapparates erläutert werden. Der Namengeber tist so gebaut, daß er, einmal ausgelöst,' den Sender des Fernschreiber ffür die Reihenfolge einiger Zeichen (die den Namen des betrefenden Fernschreiber-Inhabers bedeuten) wie von der Tastatur ausgehend bestäitg. Der Namengeber ersetzt also in diesem Falle die Bedienungsperson am unbedienten Fernschreiber.

Auf der Achse q, die z. T. abgebrochen gezeichnet ist, sind zwei mit Einschnitten versehene Flansche r angebracht, In die Einschnitte werden Wählkämme s eingelegt, die mit den punktiert gezeichneten Kontakthebeln n des Senders zusammenarbeiten sollen. Über das Schaltrad u mit Rasthebel v können über Schalthebel t mit Klinke w nacheinander die verschiedenen Kämme s vor die Enden der Kontakthebel n gebracht werden. Bei jeder Umdrehung der Senderachse e wird über den Nocken w der Schalthebel t einmal betätigt. In der Ruhestellung wird die Achse q des Namengebers durch Stift p, der in einen Schlitz am Steuerilansch x eingreift, gehalten.

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Befindet sieh der Namengeber in Ruhestellung, so liegt vor den Nasen der Kontakthebel n kein Wählkamm, auch läuft der Nocken w der Senderachse beim gewöhnlichen Arbeiten des Fernschreibers dauernd an der Nase h des Schalthebels t vorbei, da die Steuerschiene y den Schalthebel t in der gezeichneten Lage sperrt. Wird bei einem fernen Sender, der diesen Fernschreiber über eine Vermittlungszentrale gewählt und in Gang gesetzt hat, die „Wer da"-Taste etwa 8 Sekunden lang niedergedrückt, so wird durch die eintreffende Stromschrittfolge zunächst die Zugstange b einfallen, von der Druckerfalle (s. Abb. 636.6) erfaßt und nach rechts gezogen. Dadurch wird über den Winkelhebel a t der Bügel z am oberen Ende nach links geschwenkt. Diese Bewegung des Bügels z veranlaßt das Anlaufen des Namengebers. Die Wählschienen o werden stillgesetzt, indem die Leiste i alle Schienen o nach rechts verschiebt; auch die Steuerschiene y wird nach links verschoben. Der Stift p gibt den Steuerflansch x frei und Schalthebel t bekommt in dem Einschnitt / Bewegungsfreiheit. Die Steuerschiene y stößt auch gegen das obere Ende des Sperrhebels g und löst den Sender aus (vgl. 37 in Abb. 629). Gleich nach Beginn der Senderumdrehung fällt Schalthebel t in die Vertiefung w, da er jetzt, wie bereits erwähnt, vor dem Einschnitt / der Steuerschiene y liegt. Die Walze des Namengebers wird nun bei jedem Umlauf des Senders um einen Schritt gedreht und bei jedem Schritt kommt ein neuer Wählkamm s vor die Nasen der Kontakthebel n zu liegen. Da die Kontakthebel n von den nach rechts verschobenen Wählschienen o freigegeben sind, wird die Stromschrittfolge („Strom" oder „Kein Strom" an den einzelnen Kontakthebeln) nur durch die Einschnitte oder Vorsprünge des jeweiligen Wählkammes s bestimmt. Der Stift p bleibt nun während der ganzen, schrittweise erfolgenden Umdrehung der Namengeberwalze außer Eingriff mit Steuerflansch x. Die Steuerschiene y bleibt auch nach links verschoben, so daß auch der Sperrhebel g in der Auslösestellung verharrt. Infolgedessen läuft der Sender weiter bis nach einem vollen Umlauf des Namengebers der Stift p wieder in den Ausschnitt der Steuerscheibe x einfällt. Daraufhin verschiebt sich die Steuerschiene y wieder nach rechts, Sperrhebel g geht in Ruhestellung und hält über d, c die Senderachse an. Bei der vollen Umdrehung der Namengeberwalze haben die Kontakthebel TO in zeitlicher Aufeinanderfolge alle Wählkämme s abgetastet, wobei bei jedem Abtasten eines Wählkammes ein Zeichen zum anrufenden Teilnehmer gesendet wurde, so daß beim anrufenden Fernschreiber, der die „Wer da"-Taste drückte, der Name des angerufenen Apparates auf dem Empfangsstreifen oder -blatt niedergeschrieben wurde. c) V e r m i t t l u n g s z e n t r a l e n 1 ) . Es bestehen im Nahverkehr zwei Möglichkeiten, Fernschreibteilnehmer wahlweise miteinander zu verbinden, 1. durch Errichtung eigens für den Fernschreibverkehr vorgesehener Vermittlungszentralen, ') F r i e d r i c h , K., Der Weg zum internationalen nelimer-Verkehr. Z. Fernmeldetechnik 15, 1934, 19—22.

Fernschreibteil-

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2. durch Benutzung der vorhandenen Fernsprechzentralen und des vorhandenen Leitungsnetzes wechselzeitig für das Fernschreiben und das Fernsprechen. Die Abb. 642 soll beispielsweise den Grundgedanken einer besonderen für den Fernschreibverkehr eingerichteten Wähleranlage dar stellen. Die an die Wählerzentrale angeschlossenen Teilnehmerapparate sind jeweils durch den Sendekontakt und den Empfangsmagneten versinnbildlicht. Durch den ebenfalls zeichnerisch angedeuteten Nummernschalter (s. d.) kann jeder Teilnehmer den zugehörigen Wähler in der

A b b . 642.

Zentrale fortschalten und auf diese Weise den gewünschten Teilnehmer wählen. Jeder Teilnehmer erhält neben dem Fernschreiber selbst eine Zusatzeinrichtung mit folgenden Apparaten: 1. eine Ruftaste bzw. Wählscheibe (Nummernschalter) zum Anruf der Zentrale bzw. Auswahl des gewünschten Apparates, 2. eine Schlußtaste, durch die das Schlußzeichen nach der Zentrale gegeben werden kann, 3. ein gepoltes Einschalterelais, das beispielsweise durch Stromumkehr in der Zentrale umgelegt wird und dadurch 4. ein Starkstromrelais erregt zwecks Einschaltung des Antriebsmotors und für weitere später noch zu erörternde Vorgänge. Durch die Abb. 643 soll der Grundgedanke eines wechselzeitigen Fernsprech- und Fernschreibbetriebes erläutert werden. Die Fernsprechteilnehmer-Anschlüsse (F, und Fu) erhalten die Möglichkeit, nach Herstellen der Verbindung über die Zentrale (Amt) Z beliebig nach Verabredung ihre Fernschreiber an die Teilnehmerleitungen zu schalten (Schalter Ult (7a) und nun schriftliche Mitteilungen zu senden. Durch die Zusatzeinrichtungen Ttx und Tt2 werden die TelegrafierStromstöße in eine solche Form gebracht, daß sie ohne Beeinflussung

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der Nachbarleitungen das Kabelnetz durchlaufen und auch in der Zentrale Z keine Störungen veranlassen. Die Vermittlungseinrichtungen für den reinen Fernschreibverkehr (handbedient oder nach dem Wählersystem) unterscheiden sich in einigen Teilen von denen für den Fernsprechverkehr. Im Nah- oder Ortsverkehr betragen die Entfernungen zwischen Teilnehmer und Zentrale in der Regel nur einige Kilometer, so daß Relaisübertragungen im Leitungszug nicht erforderlich sind. Sind zwei mit Ruhestrom betriebene ¿Teilnehmer-Anschlußleitungen dennoch so lang, daß eine Relais-Übertragung notwendig ist, so ordnet man diese Übertragung in der Zentrale an.

Abb. 643.

In der Zentrale schließt man gewöhnlich jede ankommende Teilnehmerleitung durch ein Relais ab. Der Relaisabschluß dient dazu, in der Zentrale die gleiche Betriebsart, z. B. Doppelstrom (s. d.), für alle Anschlüsse zu erhalten, wohingegen auf den Leitungen Ruhestrom-, Arbeitsstrom-, Doppelstrom- oder auch noch andere Betriebsstromarten benutzt werden können. 1. Handbediente Fernschreibzentralen. Die Bedienungsperson in der handbedienten Zentrale muß in der Lage sein, den anrufenden Fernschreibteilnehmer abzufragen, die gewünschte Verbindung herzustellen und die Maschine des anzurufenden Teilnehmers in Betrieb zu setzen. Es kann allerdings die Einrichtung auch so gebaut werden, daß das Anlassen und Stillsetzen der Maschine des angerufenen Teilnehmers auch von dem Anrufenden aus erfolgt. Hierfür gibt es schaltungstechnisch verschiedene Möglichkeiten. Bei einer geringen Anzahl von Teilnehmeranschlüssen genügt als Vermittlungseinrichtung eine kleine handbediente Zentrale, etwa wie die in der Abb. 644 dargestellte Einrichtung. Während bei größeren

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Abb.

644.

Vermittlungseinrichtungen für Handbedienung die Verbindungen mit Schnur und Stöpsel (s. Abb. 646) hergestellt werden, sind bei der kleinen handbedienten Zentrale Kippschalter vorgesehen. Zu der in der Abb. 644 dargestellten kleinen Zentrale gehört eine im Vordergrund des Bildes sichtbare Abfragemaschine. Die Stromversorgung, in der Regel Trockengleichrichter für unmittelbare Netzspeisung, und die Relais sind getrennt angeordnet. Die Abb. 645 veranschaulicht den Grundgedanken der Schaltung dieser Vermittlungszentrale. Jeder der fünf Teilnehmeranschlüsse Tx—Th führt zu einem Kippschalter U1—U5. M ist die Abfragemaschine mit dem Kippschalter Ua. Wie die Abb. 644 zeigt, befindet sich unter jedem Kippschalter eine kleine Anruflampe, die aufleuchtet, sobald die Zentrale von einem Teilnehmer 'angerufen wird. Jeder Kippschalter hat drei Stellungen. Ruft ein Teilnehmer, z. B. T1 die Zentrale an, es leuchtet seine Anruflampe auf, so kann dieser Teilnehmer mittels der Abfragemaschine M abgefragt werdeh, wenn vorher Abb. 645.

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die Kippschalter L\ und Ua nach unten umgelegt wurden. Will Teilnehmer T1 den Teilnehmer haben, so wird eine solche Verbindung durch Umlegen der Schalter L\ und Ub, z. B. in die untere Stellung, hergestellt. Schalter Ua wird hierbei wieder in die Mittelstellung gebracht. Während Teilnehmer T r und T 5 verbunden sind, kann noch eine zweite Verbindung hergestellt werden, z. B. zwischen den Anschlüssen T2 und T3. Hierbei müssen die Kippschalter TJ2 lind U3 in die obere Stellung umgelegt werden. Legt man alle Kippschalter Ux—U5 nach der gleichen Seite um, so können die angeschlossenen Teilnehmer in dieser „Konferenz"-Schaltung wechselseitig beliebig verkehren.

A b b . 046.

Größere Fernschreibzentralen, Abb. 646, werden in Schrankform ausgeführt. Dieses Bild zeigt einen kleinen Standschrank für 15 Teilnehmeranschlüsse, mit fünf Schnurpaaren zum Verbinden einzelner Teilnehmer dazu fünf Verbindungsschnüre zum Herstellen von Konferenzschaltungen; s. d. Neben den Vermittlungsschrank ist, auf einem schwenkbaren Stahlrohrtisch, der Abfrage-Fernschreiber angeordnet. Die Abb. 647 zeigt die vereinfachte Schaltung der Handvermittlungszentrale. Die Kenntnis der Einzelapparate (siehe Fernsprechtechnik, Kapitel IV) der Fernsprechzentraleinrichtungen wird bei nachfolgenden Beschreibungen vorausgesetzt. In der Schaltungsabbildung

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Abi. 647. G o e t s c h , Taschenbuch 9.

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647 sind zwei Teilnehmeranschlüsse T1 und T2 mit mechanischen Fernschreibern F1 und F2 dargestellt, die über Ortsleitungen aalt bb, mit der Zentrale verbunden sind. Jede Teilnehmerleitung endet auf einem besonderen Relaisabschluß (i?2), der aus den beiden Telegrafenrelais A und B sowie den Hilfsrelais R und T besteht. Die Teilnehmerschleife und das Anrufrelais R in der Zentrale sind im Ruhezustand stromlos. Der Teilnehmer fordert die Zentrale an, indem er die Anruftaste AT im Fernschaltgerät FO umlegt. Hierdurch wird ein Gleichstromkreis für das Relais R in der Zentrale geschlossen: •—LB, Relais R, Kontakt tv Abgleichwiderstand W 8, Meßklinke K 1, Leitung a1—a, Kontakt h3, Taste AT, gepoltes Relais E Leitung 6—blt Kontakt i2, + LB. Relais R spricht an und über Kontakt wird die Anruflampe AL eingeschaltet. Führt nun die Bedienungsperson in der Zentrale den Stöpsel STl eines freien Schnurpaares in die der Anruflampe AL zugeordnete Klinke VK ein, so spricht über die c-Ader der Schnur das Prüfrelais C an: - f , Relais C, Stöpsel STlt Klinke VK, Relais T, —. Das Relais T trennt mit seinem Kontakt t3 den Stromkreis der Anruflampe AL wieder auf. Die Kontakte tl und i2 veranlassen eine Stromumkehr in der Teilnehmerschleife. Dadurch legt in der Teilnehmerstelle Tl im Fernschaltgerät FO das gepolte Relais E um, Kontakt e bringt das Relais H zum Ansprechen, dessen Kontakte hlt h2 den Motor Mo einschalten, während h3 den Kurzschluß des Fernschreibers F1 aufhebt. Das Anrufrelais R wird bei tx abgeschaltet. Dafür wird das Telegrafenrelais A über Kontakt 6 (oben) in die Leitung eingeschleift. In der dargestellten Schaltung wird in der Teilnehmeranschlußschleife mit Einfachstrom gearbeitet, während in der Zentrale die Zeichenübermittlung mittels Doppelstrom erfolgt. Das Umsetzen von Einfachstrom in Doppelstrom geschieht über Relais A, in dessen linker Wicklungshälfte 40 mA und in dessen rechter Wicklungshälfte 20 mA Strom fließen. Die Bedienungsperson in der Zentrale erkennt die Betriebsbereitschaft des rufenden Teilnehmers am Erlöschen der Überwachungsund Schlußlampe SLlt die beim Ansprechen des Prüfrelais C über Kontakt c4 eingeschaltet wurde. Die Lampe SL1 erlischt, da das ARelais seinen Anker a umgelegt hat und über einen Stromkreis: a, Klinke VK, Stöpsel ST, Relais Y1 (Wicklung 1,2), Erde, das YxRelais erregt wurde, dessen Kontakt yit seinerseits das Relais zum Ansprechen brachte: Relais X l t Kontakte yn, xu, p3, c3, Der Kontakt x12 reißt den Stromkreis der Überwachungslampe SLt auf. Die Bedienungsperson in der Zentrale kann nun mittels eines als Abfrageapparat dienenden Fernschreibers den anrufenden Teilnehmer abfragen. Beim Stecken des Abfragestöpsels hat die Bedienung des Vermittlungsschrankes den Abfrageschalter AS umgelegt und das Relais M zum Ansprechen gebracht, das den Motor des Fernschreibers einschaltet und die Kontakte m 1 bis m4 betätigt. Die Telegrafierzeichen werden nun von der Abfragemaschine zum Teilnehmer über folgende, durch Relaiskontakte abhängige Kreise übertragen: Sendekontaktkreis

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der Abfragemaschine mit den Relais MSV MS2, UH, Widerstand W und dem Sendekontakt Sk; -\-LB, uh (bzw. ~LB), Kontakt msv Relais MLV Kontakt mv Kontakt c t , Stöpsel STV Klinke VK, Relais B, Erde; Stromkreis der Teilnehmerschleife, der durch den Kontakt b gesteuert wird. Das Relais UH in der Schaltung der Abfragemaschine spricht bei der ersten Unterbrechung am Sendekontakt Sk an, weil seine Wicklung 5,4 wirksam wird, die vorher durch die entgegengesetzt wirkende Wicklung 2,3 in ihrer Wirkung aufgehoben wurde. Relais UH hält sich während einer Stromstoßfolge erregt und schaltet über Kontakt uh + LB an den Kontakt ms1 des Telegrafenrelais MSV In umgekehrter Richtung, von der Teilnehmerstelle zur Abfragemaschine, verlaufen die Telegrafierstromschritte über folgenden Weg: Sendekontakt Sk beim Teilnehmer T1 unterbricht den Stromkreis der Teilnehmerleitung im Takte der Telegrafierzeichen, die linke Wicklung des Relais A (40 mA) wird hierbei stromlos, so daß die rechte Wicklung, in der nur 20 mA fließen, wirksam wird und den Anker a bei jeder Unterbrechung nach — LB umlegt. Von Anker a gehen die Zeichen als Doppelstromimpulse weiter über Klinke VK, Stöpsel STlt Kontakt i/12, Kontakt m3, uh, msit Relais ML2, Kontakte m4, pv Erde. Das Relais ML2 steuert mit seinem Kontakt ml2 den Empfänger E der Abfragemaschine: -\-LB, Kontakte ml2, mllt Empfänger E, Widerstand w, — L B . Nach Beendigung des Abfragevorganges verbindet die Bedienung der Vermittlung den rufenden Teilnehmer weiter zum gerufenen Teilnehmer, indem sie den Stöpsel ST2 in die Klinke VK des zweiten Teilnehmers steckt. Im Relaisabschluß lt 2 dieses Teilnehmers wird über den Prüfstromkreis das Relais T zum Ansprechen gebracht: -f OB, Relais P, Stöpsel ST2, Klinke VK, Relais T, —OB. Die Kontakte tx, t2 bewirken Stromumkehr der Teilnehmerleitung des Teilnehmers T 2 , so daß dort das Relais E umlegt und über Relais H den Motor Mo des Fernschreibers F 2 einschaltet. Kontakt h3 bewirkt gleichzeitig die Überbrückung des Kondensators C, so daß der Ruhestrom von 40 mA in der Teilnehmerschleife fließen kann. Relais A des Relaisabschlusses R2 legt seinen Anker a nach + LB um und bewirkt auf dem Weg über VK und Stöpsel ST2 das Ansprechen des Relais Y2 (Wicklung 1,2) im Schnurpaar. Kontakt y 22 schaltet die Abb. 618. 27*

— 404 — Leitung durch zum Stöpsel ST1 und dort weiter zum Relaisabschluß It1 des rufenden Teilnehmers. Die Relais Y1 und Y2 im Schnurpaar dienen zur Verbindungsüberwachung. Sie haben zwei Wicklungen 1,2 und 4,5, die sich unterstützen, wenn über die Telegrafierader Trennstrom fließt ( + LB) und die sich gegenseitig aufheben, wenn über die Telegrafierader Zeichenstrom fließt (—LB). Die Relais F, und Y2 dienen in Zusammenarbeit mit X x und X2 der Schlußzeichenüberwachung und sind sämtlich abfallverzögert. Wenn am Schluß der Verbindung einer der beiden Teilnehmer die Schlußtaste ST drückt, so öffnet er den Ruhestromkreis der Teilnehmerleitung und veranlaßt, daß Relais A längere Zeit seinen Anker a nach — L B umlegt. Dadurch fällt in der Vermittlung das Schlußzeichen-Überwachungsrelais Yx bzw.fT 2 ab. Anschließend fällt auch das zugehörige Relais ; Xx oder ab, dessen Kontakte x12 bzw. a:22 die Schlußlampen SLx bzw. SLt zum Aufleuchten bringen. Leuchten beide Schlußlampen, so trennt die Bedienung der Vermitt-

A b b . 649.

lung ohne weiteres, leuchtet nur eine Schlußlampe, so schaltet sich die Vermittlung durch nochmaliges Drücken des Abfrageschalters .¿S als Mitleser ein. Über die Kontakte mj, m 2 und m3, m4 sind die beiden Telegrafenrelais MLX und ML2 in die Telegrafierverbindung der beiden Teilnehmer mit eingeschleift, ebenso sind die Anker msx und ms2 der Mitschreibeschaltung der Abfragemaschine mit eingeschleift. Über diese Wege kann die Bedienung der Vermittlung auf ihrem AbfrageFernschreiber in der bestehenden Verbindung mitlesen und auch mitschreiben. Die zu jeder Vermittlungszentrale gehörenden Zusatzeinrichtungen sind an einem Relaisgestdll, Abb. 648, angebracht, wobei die Telegrafen und Schaltrelais je Teilnehmeranschluß auf sog. Relaisschienen, Abb. 649, angeordnet sind. Die Relaisschiene kann man durch Umlöten nur einiger, Drahtverbindungen für Anschlußleitungen verschiedener Betriebsart leicht umschalten und zwar 1. für einfache Ortsteilnehmerleitungen in Zweidraht-Ruhestrombetrieb, 2. für Fernteilnehmerleitungen, die in Unterlagerungs- oder Wechselstromtelegrafie-Betrieb zu weit entfernt liegenden Teilnehmeranschlüssen führen, 3. für Amtsverbindungsleitungen, die zu anderen Zentralen führen und 4. für Ver-

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bindungsleitungen, die zu Fernschreibwählerämtern führen. Aus der Abb. 648 ist noch zu ersehen, daß am Gestell außer den Relaisschienen noch ein Feld mit Klinken und Meßgeräten angeordnet ist. Es sind hier Schaltmittel vorgesehen, mit denen es möglich ist in jeden wichtigen Stromkreis der Relaisabschlußschiene die Meßgeräte einzuschalten und Messungen durchzuführen. An einem weiteren Gestell der Zentraleinrichtung ist je ein besonderer Rahmen, der die Sicherungseinrichtungen enthält und einer, der die Relais und die Signallampen für die Durchführung der Konferenzschaltung trägt, angebracht. Zur Zentraleinrichtung gehört außerdem noch eine geeignete Stromversorgung, in der Regel ein an das Lichtnetz angeschlossener Gleichrichter, der alle notwendigen Telegrafier- und Signal-Ströme in der erforderlichen Gleichförmigkeit liefert. Zu diesem Zweck sind besondere, mit Trockengleichrichtern ausgestattete Telegrafengleichrichter, Abb. 127, gebaut worden. 2. Kundschreib- und Konferenzschaltungen. 1 ) Neuerdings wird bei Vermittlungsanlagen häufig der Umstand ausgenutzt, daß man bei der Fernschreibmaschine von einer Stelle aus an eine beliebig große Anzahl von Empfängern gleichzeitig Nachrichten absetzen kann. Man unterscheidet hierbei zwei Grundformen: 1. den Rundschreibbetrieb, bei dem ein Sender Nachrichten gleichzeitig an alle Empfänger gibt, die Empfänger beschränken sich auf die Entgegennahme dieser Nachrichten, während sie selbst keinerlei Sendung vornehmen, 2. den Konferenzbetrieb, der so ausgebildet ist, daß jeder an das Konferenznetz angeschlossene Teilnehmer die Möglichkeit hat, von sich aus ohne besondere Umschaltungen Nachrichten an alle übrigen zugleich zu senden.

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Abb. 650. *) R o ß b e r g , E., O t t e r , M., Rundschreib-und Konferenzscbaltungen in der Fernschreibtechnik. Veröffentl. aus der Nachrichtentechnik (Siemens) s, 1939, 143—50.

— 406 — In Abb. 650 ist gezeigt, wie eine Rundschreibschaltung in eine Handvermittlung eingebaut werden kann. Für den üblichen Vermittlungsbetrieb sind die Teilnehmer an die Klinken K t bis £4 angeschlossen. Über Verbindungsschnüre können sie miteinander verbunden werden. Will aber einer der Teilnehmer, z. B. Tv eine Rundschreibverbindung haben zu den übrigen Teilnehmern T2 bis Tit so läßt er sich in der Vermittlung mit der besonderen Klinke für Rundschreibsendungen verbinden. Jetzt steht sein Fernschreiber mit der Wicklung des Rundschreibrelais SB in Verbindung. Die für den Empfang der Rundschreibsendung bestimmten Teilnehmer werden durch Umlegen der vor den Klinken befindlichen Schalter U2 bis Ui mit dem Kontakt sr des Rundschreibrelais verbunden. Auf diese Weise ist eine Rundschreibschaltung hergestellt worden, bei der der Kontakt sr die Empfänger EMa bis EMi in Parallelschaltung steuert.

Die zweite Betriebsart, der Konferenzbetrieb, unterscheidet sich vom Rundschreibbetrieb hauptsächlich dadurch, daß jeder an das Netz angeschlossene Teilnehmer senden und auch empfangen kann und dabei seine Nachrichten immer an alle übrigen Teilnehmer gehen. In Abb. 651 ist der Einbau einer Konferenzschaltung in eine FernschreibHandvermittlungszentrale gezeigt. Genau wie bei der Rundschreibanlage wird der Teilnehmer, der eine Konferenzverbindung wünscht, in diesem Fall Teilnehmer Tlt über Klinken und Schnüre mit einer Konferenzklinke K t verbunden. Die weiteren Ausgänge der Konferenzeinrichtungen liegen auf Stöpseln, die in die Klinken K 2 und K 3 der gewünschten Teilnehmer gesteckt werden. Die Teilnehmer Tv T2 und Ta sind jetzt in einer Konferenzschaltung miteinander verbunden. Die Konferenzschaltung besteht aus den Relais Clt C2, C3 und Ult U2, U3, die mit den Telegrafenrelais Alt Bv A2, B2, Ä3, Ba, die den Teilnehmern fest zugeordnet sind, zusammenwirken. Sendet z. B. der Teilnehmer Tv so wird über seinen Sendekontakt sk das Relais A1 gesteuert, dessen Anker a x über die Verbindungsschnur das Relais C1 steuert. Der Anker c1 legt sich bei jedem Telegrafierstromschritt um

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und bringt das Relais U1 kurzzeitig zum Ansprechen. Gleichzeitig werden in Parallelschaltung die Relais _ß2 und B3 der anderen beiden Teilnehmer gesteuert. Die Kontakte b2 und b3 steuern ihrerseits wieder die Empfänger EM der Teilnehmer T 2 und T3. Dasselbe Spiel wiederholt sich, wenn einer der anderen Teilnehmer, z. B. T3, sendet. Dann wird Relais C3 und Us durch den Sender SK von T3 beeinflußt und Kontakt c3 steuert wieder in Parallelschaltung die Relais Bx und B2 bzw. die Empfänger EM von Tx und T2. B. Fernschreibzentrale mit Wählerbetrieb.1) Die vereinfachte Schaltung einer Selbstanschluß-Vermittlungszentrale mit Vorwähler und Leitungswähler zeigt Abb. 652. Die Kenntnis der Grundlagen der Wählertechnik (s. d.) wird bei der nachfolgenden Beschreibung vorausgesetzt. Dem Fernschreiber des Teilnehmers ist hier außer der Einschalteund Ausschaltetaste ein Nummernschalter nsi zugeordnet. Bevor jedoch der Nummernschalter betätigt werden kann, muß die Anruftaste AT gedrückt werden. Dies entspricht dem Abheben des Handapparates bei Fernsprech-Teilnehmeranschlüssen. Der Aufbau einer Teilnehmer-Verbindung gestaltet sich wie folgt: Beim Drücken der Anruftaste AT im Fernschaltgerät FG läuft im Wähleramt der Vorwähler VW an. Dieser belegt einen freien Gruppenwähler. Gleichzeitig wird der Fernschreiber in Betrieb gesetzt, indem der Motor Mo eingeschaltet wird. Durch Drehen der Wählscheibe am Fernschaltgerät wird die Verbindung über den Gruppen- und Leitungswähler mit dem gewünschten Teilnehmer hergestellt. Ist die Leitung zu diesem Teilnehmer frei, dann läuft der Motor des gewählten Fernschreibers an, und es kann mit der Übermittlung der Nachricht begonnen werden. Ist jedoch der gewählte Teilnehmer besetzt, dann wird der Fernschreiber des rufenden Teilnehmers durch einen Ausschalteimpuls vom Wähleramt wieder stillgesetzt. Das Anlaufen des Motors ist durch Aufleuchten einer roten Lampe L im Fernschaltgerät erkennbar. Beim Stillsetzen des Fernschreibers erlischt die Lampe wieder. Nach Beendigung der Nachrichten-Übermittlung ist die Schlußtaste ST im Fernschaltgerät (längere Zeit, 3 bis 6 Sekunden) zu drücken. Dadurch wird die Verbindung getrennt und der Motor ausgeschaltet. Die Schaltung zeigt den Fernschreiber (F) des Teilnehmers mit dem zugehörigen Fernschaltgerät (FG), der Teilnehmerleitung (TL) und dem Relaisabschulß (RA), der vor dem Vorwähler angeordnet ist. Beim Fernschreiber stellen sk den Sendekontakt und M den Empfangsmagneten dar. Das Fernschaltgerät FG enthält eine Anruftaste AT, eine Schlußtaste ST, einen Nummernschalter mit dem Impulskontakt nsi, ein gepoltes Telegrafen-Empfangsrelais ER', ein neutrales Starkstromrelais H und einen Kondensator c sowie eine Lampe L. Im Relaisabschlußteil RA der Teilnehmer-Anschlußschaltung dienen die Relais SR und ER" zur Umsetzung des. Telegrafierzeichens von EinfachRuhestrom in Doppelstrom. Die Relais R, L sowie ein Relais T werden zum Anlassen und Auslösen des Vorwählers benötigt. ') J i p p , A., u. R o ß b e r g , E., Fernschreib-Vermittlungseinrichtungen nach dem Selbstanschlußsystem. Z. Fernmeldetechn. 14. 1933, 69—73

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R u h e z u s t a n d . Im Ruhezustand ist die Teilnehmerleitung und damit der Fernschreiber stromlos. Der Stromkreis: -\-LB über oberen Kontakt von Z2, Leitung a, nsi, Kondensator c, über k2, Relais ER', Leitung b, lit R 1, 2, — L B ist durch den Kondensator c unterbrochen. Durch h2 ist der Fernschreiber kurzgeschlossen.

A b b . 652.

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T e i l n e h m e r d r ü c k t die A n r u f t a s t e AT, die in gedrücktem Zustand verbleibt. Der Kondensator c wird überbrückt. In der Teilnehmerleitung fließt Strom und Ä-Relais spricht über Wicklung 1, 2 an. Kontakt r'" legt im Vorwähler der Zentrale den Drehmagneten D an Spannung. Der Drehmagnet erhält vom Relaisunterbrecher RU des Vorwählers Stromstöße und schaltet die Arme dieses Wählers schrittweise vorwärts. Der c-Arm dieses Drehwählers läuft auf die Zuleitung zum freien Gruppen- oder Leitungswähler. Das T-Relais spricht an, setzt den Vorwähler still U'" geöffnet) und schaltet die Teilnehmerleitung über t1 und t" durch zum LW. Der Teilnehmer wählt weiter und erreicht (über den LW) den gewünschten anderen Teilnehmer. U m p o l u n g der T e i l n e h m e r l e i t u n g . Über den Leitungswähler und über die 6-Ader erhalten das Relais und das S-ß-Relais Strom. Der Kontakt von l3 trennt den Minuspol der LB von der Teilnehmerleitung (6-Ader) ab; der Kontakt von legt den Pluspol der LB an die 6-Ader. Die Minusseite der LB liegt über Kontakt des Sü-Relais und über an der a-Ader der Teilnehmerleitung. Durch diesen Vorgang wurde die Teilnehmerleitung umgepolt und das hat zur Folge, daß der Anker er' das ER'-Relais im Fernschaltgerät nach links umlegt. H erhält nunmehr Strom aus dem Netz N, schaltet den Motor Mo des anrufenden Teilnehmers ein und h2 hebt den Kurzschluß des Fernschreibers auf; Lampe L leuchtet. Es fließt ein Linienstrom von 40 mA von •—LB über die linke Hälfte von ER", Anker sr, lit a-Leitung, nsi, Taste ST, h2 (auch über AT), sk, M, ER', 6-Leitung, l2 nach -\-LB. In diesem System hat der Fernschreibteilnehmer eine zweistellige Zahl zu wählen. Ein freier LeitungsWähler ist nunmehr belegt, so daß der anrufende Teilnehmer mit dem Nummernschalter die erste Stromstoßfolge geben kann. Durch das Unterbrechen des Stromkreises bei nsi legt das Relais ER" in der Zentrale den Stromstößen entsprechend seinen Anker er" um; es geht Doppelstrom in die Schleife, auf den das ,4-Relais anspricht. Die Stromstöße über den Kontakt a erhält der Hubmagnet H des als Hebdrehwähler ausgebildeten Leitungswählers über: Erde, a-Kontakt, V 2, 1, ult w, Hubmagnet H, Batterie. Das F-Relais ist während der Stromstoßfolge erregt und fällt dann ab. Inzwischen ist auch der Kopfkontakt fc2 des Hebdrehwählers geschlossen worden, da der Wähler gehoben hat. Sobald nach der ersten Stromstoßfolge das F-Relais abfällt, wird über: Erde, k2, vv c2, Relais U, w, H, Batterie das [/-Relais erregt und legt % um. (Der Hubmagnet H wird hierbei nicht mehr ansprechen, denn das Relais U ist hochohmig gewickelt.) Nachdem der %-Kontakt umgelegt hat, wird die nächste Stromstoßfolge, die der anrufende Teilnehmer durch nochmaliges Drehen seiner Fingerscheibe erzeugt, auf den Drehmagneten D1 des LW einwirken. Während dieser Stromstoßfolge hält sich wiederum das F-Relais. Der Hebdrehwähler dreht auf den gewünschten Teilnehmer; ist dieser frei, so spricht das Prüfrelais P an über: Batterie -Pi—2' -^3—4> ^2» c3, d3, über c2-Ader zum Vorwähler des gewünschten Teilnehmers, Arm d 3 des in Ruhestellung befindlichen Vorwählers, die beiden Wicklungen des T-Relais. Vorwählerarm dt, Erde. Das P-Relais schaltet

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über p1 und p2 die Teilnehmerschleife weiter durch und legt sich selbst über p 3 in einen Haltestromkreis. Das ¿-Relais dieses gewünschten Teilnehmers wird über denselben Stromkreis erregt, der zum Ansprechen des P-Relais diente. Das ¿-Relais legt seine Kontakte tr, t", t'" um; über tr und t" wird die Schleife weitergeschaltet. Das ¿-Relais sowie das Äi?-Relais legen ihre Kontakte um. Durch den Wechsel der Kontakte ^ und sr wird die Stromrichtung in der Leitungsschleife des gewünschten Teilnehmers auch umgekehrt und das ERRelais erregt. Relais ER' bringt H, und H schaltet den Motor Mo ein. Beide Femschreiber sind nun über die Selbstanschlußzentrale verbunden und betriebsmäßig eingeschaltet. Die Nachrichtenübertragung kann beginnen, nachdem durch einen etwa noch vorgesehenen Namengeber der angerufene und eingeschaltete Fernschreiber sich gemeldet hat. Umsetzen von E i n f a c h s t r o m beim T e i l n e h m e r in Dopp e l s t r o m in der Z e n t r a l e . Das £Ä"-Relais in der TeilnehmerAnschlußschaltung wird von zwei Stromkreisen gesteuert: 1. — LB, rechte Spule ER", Durch Einschalten von Rn von 20 mA. 2. — L B , linke Spule ER", sr, tung (a-Leitung), nsi, ST, M, ER', 6-Leitung über Kreise fließen 40 mA.

Nachbildwiderstand Rn, +LB. fließt in diesem Kreise ein Strom \ (oben liegend) zur Teilnehmerleih2 (auch über gedrückte AT), sk, umgelegt nach -\-LB. In diesem

Da der Motor Mo des Fernschreibers läuft, kann mit dem Schreiben begonnen werden. Hierbei werden die Sendekontakte sk wechselnd geöffnet und geschlossen. Bei geöffnetem sk ist die linke Spule von ER" stromlos, in der rechten Spule fließen aber 20 mA. Der Anker er" legt sich an minus. Bei geschlossenem sk fließen 40 mA über die linke Spule und es überwiegen diese AW gegenüber den AW bei 20 mA der rechten Spule, der Anker von ER" legt sich an plus der Batterie. Somit wird der Einfachstrom in der Teilnehmerleitung in Doppelstrom in der Vermittlungszentrale umgesetzt. Die für den empfangenden Teilnehmer ankommenden Doppelstromimpulse betätigen nur das 2 m3 Ankerwicklung aufge__ hoben und der Induktor so in die Leitung geschaltet ist, daß der eigene Wecker der rufenden Fernsprechstelle entweder kurzgeschlossen oder abgeschaltet wird. Diese Umschaltung wird dadurch bewirkt, daß beim Drehen der Induktorkurbel die Abb. 7X2.

ß

Abb. 714.

K

—

444

—

Kurbelachse sich in axialer Richtung verschiebt (s. Pfeil P, Abb. 712) und einen Wechselkontakt (1, 2) betätigt. Ist der Induktor in Ruhe, so läuft ein von der Leitung L kommender Rufstrom über 9, Kontakt 2, Klemmen 8, 6, Körper des Induktors, Klemme 6, Sprechstelle F, Erde. Beim Rufen, d. h. beim Drehen des Induktors, drückt die Achse 4 den Wechselkontakt hinüber, so daß 2 geöffnet und 1 geschlossen wird. Der Rufstrom nimmt folgenden Weg: E, 10, 7, 1, 8, Körperkontakte 5 und 6, 3, Ankerwicklung A, /, 9, L. Der eigene Wecker der Sprechstelle F ist über 10, 7, 1, 8, 5, 6 kurzgeschlossen. Die Verschiebung der Kurbelachse wird selbsttätig bewirkt, indem ein fest in der Achse 4 (Abb. 714) eingeschraubter Stift i an einer schiefen Ebene s der Buchse B hinweggleitet und das Zahnrad Zj erst mitnimmt, wenn der Stift t die tiefste Stelle des Ausschnittes s erreicht hat. Eine besondere Ausführung dieser Vorrichtung zum Verschieben der Kurbelachse ist in der Nebenskizze der Abb. 714 und in der Zeichnung Abb. 712 (Stift i, und Schlitz Sx bezw. s,) veranschaulicht. Die Verschiebung der Kurbelachse erfolgt hier bei Rechtsdrehung in der entgegengesetzten Richtung. In den Abbildungen 715 bis 717 sind die äußeren Ansichten von Kurbelinduktoren mit zwei, drei und vier Dauermagneten zu sehen.

A b b . 715.

Abb. 716.

Abb. 717.

Die Eigenschaften dieser Induktoren und des in Abb. 718 dargestellten mit einem Magneten sind in nachstehender Zahlentafel zusammengestellt. Abb.-Nr.

Anzahl der Magnete

Ankerwiderstand etwa Ohm

Leistung etwa W a t t

Gewicht etwa kg

715 716 717 718

2 3 4 1

403 634 135 406

2,8 3,3 10 4,4

1,3 1,8 5,4 1,6

Abb. 718.

Die Abb. 718 zeigt die Außenansicht und Abb. 719 den inneren Aufbau eines Fernsprechinduktors mit nur einem Dauermagneten, der sich durch geringen Raumbedarf und verhältnismäßig große Leistung auszeichnet. Die Bauart ist ganz geschlossen. Der Dauermagnet ist aus hochlegier-

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445

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tem Kobalt-Chromstahl von hoher Koerzitivkraft gefertigt. Die Abschlußscheiben an den Enden dienen als Lagerschilder für den aus unterteiltem Eisen hergestellten Läufer A. An der linken Abschlußscheibe sind zwei Schleifringe 3, 4 angebracht, an die die Enden der Läuferwicklung angeschlossen sind. Als Stromabnehmer dienen die federnd eingebauten Schleifstifte 5, 6, welche auf die Schleifringe aufliegen. Nachdem die Wirkungsweise des Kurbelinduktors an Hand der Abb. 712 eingehend erläutert wurde, bedarf die Abb. 719 keiner weiteren Erklärung. Die Stronikurve des Induktors weicht wesentlich von der Sinusform ab. In Abb. 720 ist eine typische Kurvenform des vom Induktor gelieferten Wechselstromes abgebildet. Abb. 721 zeigt eine weitere Kurvenform (a) eines Induktorstromes; 6 ist die Sinusform. Die Kurvenform hängt, wie bei allen Wechselstromgeneratoren, von der Gestaltung der Polschuhe und vom Verlauf des magnetischen Kraftflusses durch den Anker ab. Der wirksamste Teil des Induktorstromes ist die Stromspitze,

die durchdringt und bei großen Leitungswiderständen gerade noch das Anruforgan (Wecker oder Anrufklappe) zum Ansprechen bringt. Der steile Anstieg und Abfall der Induktorstromkurve bedingt aber auch sehr rasche Veränderungen im elektro/ \ / \ magnetischen Felde, / \ / \ welches die ström/ \ / \ führenden Leiter um/ \ / \ gibt, wodurch wieder\ / um die induktive Wir\ / kung benachbarter \ / Leiter aufeinander \J lästig werden kann. Abb. 720. Es soll aus diesem Grunde die Induktorstromkurve nicht zu steil anwachsen und abfallen. Der Induktor wird von Hand durchschnittlich mit einer Geschwindig-

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keit von 3 Kurbelumdrehungen in der Sekunde gedreht. Bei einer Zahnradübersetzung 1 : 5 macht der Anker dann 15 Umdrehungen in der Sekunde, bei einer Übersetzung von 1 : 7 etwa 21 Umdrehungen. Da eine Umdrehung bei zweiA b b . 721. poligen Maschinen einer Periode entspricht, hat der Induktorwechselstrom 15 bzw. 21 Perioden. Man kann Kurbelinduktoren auch zur Abgabe von Gleichstrom bauen. Es wird in diesem Fall auf der Achse des Ankers noch ein Polwender angeordnet, so daß ein wellenförmiger Gleichstrom dem Induktor entnommen werden kann.

h) K o n d e n s a t o r e n . In der Fernmeldetechnik, insbesondere in den Stromkreisen der Fernsprechtechnik finden Kondensatoren vielseitige Verwendung. Sie dienen dazu, gewisse Teile eines Stromkreises für Gleichstrom zu sperren bzw. einem Wechselstrom einen Stromweg zu bieten; auch werden Kondensatoren zur Glättung von gleichgerichtetem Wechselstrom benutzt, zum Aufbau von Siebketten und Sperren für Kunstschaltungen, Verzögerungs- und Phasenrelais, zu Speicherzwecken, zum Funkenlöschen u. a. m.*). Über die Wirkungsweise des Kondensators s. S. 32. Man unterscheidet heute Kondensatoren in drei verschiedenen Ausführungsformen: 1. Papierkondensatoren mit Kapazitätswerten von einigen Mikrofarad (,MF), 2. Elektrolytkondensatoren mit Kapazitätswerten von 5 bis 5000 Mikrofarad und 3. Kleinkondensatoren von 50 bis 50000 cm, wobei 1 fiF = 1000000 pF ( W tF) = 900000 cm ist. Papierkondensatoren. Die bisher gebräuchlichsten Kondensatoren sind die Papierkondensatoren. Sie werden so hergestellt, daß zwei Stanniolbänder 1 und 2 (Abb. 722), durch ein (auch doppelt gelegtes) Band c aus paraffiniertem Papier getrennt, derart zusammengerollt werden, daß sie eine kompakte Masse bilden (Abb. 723, links), welche dann noch in eine vierkanA b b . 722. tige Form (Abb. 723, Mitte) gepreßt und, mit Zuleitungen versehen, in ein Schutzgehäuse (Abb. 723, rechts) untergebracht wird. *) Siehe auch Seite 603, 125,202, 127, 102.

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Abb. 723.

Die Schutzgehäuse erhalten Lötösen oder auch Schraubklemmen verschiedenster Ausführung. In der nachstehenden Tafel sind einige der in der Fernmeldetechnik gebräuchlichen Papierkondensatoren aufgeführt, Postkondensatoren entsprechend den Vorschriften des Reichspostzentralamtes. Die Kapazitätstoleranz beträgt bei den ersten 3 Typen ± 5 vH, bei allen übrigen i 10 vH. Die Becherhöhe dieser Typen beträgt 50 mm. Papierkondensatoren 1 ). , Kapazität

max. Betriebs-] Spannung V J

Prüfspannung V

Becherform

') K i n d e r m a n n , Cl. Berechnung von Wickelkondensatoren, Z. F e r n meldetechn. 7, 1926, 71—73.

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448

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Kleinkondensatoren werden in der Regel in Röhrenform (aus Glas oder Porzellan), Abb. 724, hergestellt mit den aus nachstehender Tabelle ersichtlichen Werten. so— Der Kondensator ist im Aufbau der gleiche wie der durch Abb. 724. Abb. 723 beschriebene. Der runde Wickel ist in der runden Form belassen worden. Nachstehende Tabelle gibt die Werte einiger der gebräuchlichen Größen an. Kleinbondensatoren. Kapazität

Kapazität pF UifiF) bzw.

50 100 250 300 500 1000 2000 5000

55 110 280 330 550 1100 2200 5500

pF pF pF pF pF pF pF pF

10000 20000 50000

11000 22000 55000 0,1 0,25 0,5

pF pF pF pF uF

pF

max. Betriebsspannung

500 = oder 300 ~

500 = oder 250 ~

Prüfspannung

Abmessungen mm

Gewicht für 100 Stück etwa g

d

1

1500 =

8 8 8 8 8 8 8 8

33 33 33 33 33 33 33 33

350 350 350 350 350 350 350 350

1500 =

10 12 14 15 22 27

33 33 48 58 58 58

500 900 1300 1700 2700 4300

D e r E l e k t r o l y t k o n d e n s a t o r 1 ) hat in letzter Zeit vielfach auch in der Fernmeldetechnik Verwendung gefunden. Er läßt sich nicht nur in vielen Fällen an Stelle der Papierkondensatoren einbauen, sondern er hat sich auch neue Anwendungsgebiete erschlossen. Der Elektrolytkondensator ist dadurch ausgezeichnet, daß er in außergewöhnlich großen Kapazitäten hergestellt werden kann und dabei nur wenig Raum beansprucht. Er besteht, wie jeder andere Kondensator aus zwei Belägen und einem dazwischenlieAbb. 725. ') G u l b a W. Elektrolyt-Kondensatoren, ßerlin 1935.

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449

—

genden Dielektrikum. Wie die Abb. 725 zeigt, wird auch der Elektrolytkondensator in Form*) eines Wickels W hergestellt, der dann in passenden, weiter, unten abgebildeten Bechurformen untergebracht wird. Die Kathode (oder Minuspol) wird durch den Elektrolyt, mit dem das Gewebe 0 getränkt ist, und durch eine Stromabnahmefolie K gebildet. Als Anode dient eine dünne Aluminiumfolie A, auf der durch einen Formierungsvorgang eine hauchdünne (0,001 mm) Oxydschicht A1203 (Tonerde) von sehr hoher elektrischer Durchschlagfestigkeit niedergeschlagen ist. Diese Schicht ist das Dielektrikum. Die Schichten sind also folgende: 1. die Anode A als ein Belag, 2. die dünne Oxydhaut 0 als Dielektrikum, 3. der die Oxydhaut allseitig umgebende Elektrolyt, welcher durch das Gewebe gehalten wird, als zweiten Belag und als Kathode, 4. eine Folie K, die als vergrößertes Stromabnehmemittel dient. Als Elektrolyt kann beispielsweise eine Lösung von Ammoniumborat dienen; die Zusammensetzung der praktisch gebräuchlichen Elektrolyte wird von den Herstellern geheimgehalten. Zu beachten ist, daß die Dicke der dielektrischen Schicht beim Überschreiten der Spitzenspannung (siehe Tabelle) wächst, wobei sich das Dielektrikum verändert. Das richtige Arbeiten des Elektrolytkondensators ist auch an die richtige Polung gebunden. Die Kapazität dieser Kondensatoren wächst mit der Temperatur. Die Frequenzabhängigkeit kann man in dem für Siebzwecke in Betracht kommenden Frequenzbereich meist vernachlässigen. Die Spitzenspannung ist etwa die FormierungsElektrolytkondensatoren. Kapazität

fF

max. Betriebsspannung V =

Spitzenspannung V =

10

6

8

5 10 5 10 10 20

20 20 25 25 60 60

25 25 30 30 70 70

1500 3000 500 1500 3000 5000 500

6 6 25 25 25 25 50

8 8 30 30 30 30 60

Ausführungsform

Röhrenform Länge 55 mm

Becherform Höhe 120 mm

*) E s gibt auch eine ganze Reihe anderer Herstellungsarten. G o e t s c h , Taschenbuch 9.

30

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450

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Spannung, sie darf deshalb, auch nicht kurzzeitig, überschritten werden. Bei den Niedervolttypen liegt die Spitzenspannung etwa 20 vH, bei den Hochvolttypen etwa 10 vH über der Betriebsspannung. Die unipolar ausgebildeten Elektrolytkondensatoren sind für Wechselstromkreise nicht brauchbar, können aber als Glättungskondensator, als Sperre oder Ventil verwendet werden. Aus der Abb. 726 sind die gebräuchlichen Formen zu ersehen, und in der vorstehenden Zahlentafel sind einige Typen m i t den zugehörigen Werten aufgeführt.

A b b . 726.

II. Schaltungen von Fernsprechstellen. Man unterscheidet grundsätzlich Fernsprecher mit einer besonderen (zur Speisung des Mikrofons) der Sprechstellc zugeordneten Batterie (Orts- oder Lokalbatteriesprechstellen genannt) und solche Sprechstellen, die keine besondere Batterie haben und von der Zentrale (Zentralbatterie) den Mikrofonspeisestrom erhalten. Diese Sprechstellen werdfen als ZB-Sprechstellen bezeichnet. Die OB-Sprechstellen sind meistens noch mit einem Induktor zum Anrufen der Zentrale ausgerüstet, wobei der Induktorstrom in der Zentrale in der Regel eine Anruf klappe oder eine Schlußzeichenklappe betätigt. Die ZB-Sprechstellen rufen die Zentrale selbsttätig an, indem beim Abheben -MiIhm des Mikrotelefons von der Gabel oder vom Hakenumschalter ein Relais in der Zentrale WW /wwA zum Ansprechen gebracht wird, welches eine kleine Anruflampe (Abb. 745) einschaltet. In der Abb. 727 ist eine Sprechstelle in OB-Schaltung dargestellt. Um die Wirkungsweise der Sprechstelle kennenzulernen, A b b . 727. werden im folgenden die einzelnen Stromkreise und Schaltvorgänge beschrieben. Die Sprechstelle, Abb. 727, ist in der Ruhelage gezeichnet. Ein von der Zentrale ankommender Rufwechselstrom verläuft über den Stromkreis 1 und betätigt den Wechselstromwecker. Wird von der Sprechstelle aus nach der Zentrale, an die

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die Sprechstelle angeschlossen ist, gerufen und zu diesem Zweck die Induktorkurbel gedreht, so schließt sich durch die Bewegung der Induktorachse in der gezeichneten Pfeilrichtung (s. auch Abb. 719) der Kontakt c (Abb. 728), und der Rufstrom verläuft über Stromkreis 2 nach der Zentrale. Die Überbrückung des Induktorankers (Abb. 727) ist beim Rufen nach der Zentrale (Abb. 728) durch Öffnen des Kontaktes d aufgehoben, solange die Induktorkurbel gedreht wird. Bei angehängtem bzw. aufgelegtem Mikrotelefon ist während des Rufens der eigene Wecker der Sprechstelle über Stromkreis 3 kurzgeschlossen. Wird bei abgehobenem Mikrotelefon gerufen, so ist das Mikrotelefon über die gleiche Strombrücke 3 kurzgeschlossen und wird vom Induktorwechselstrom infolgedessen nicht beeinflußt. Wird das Mikrotelefon oder der Hörer abgehoben, so schließen sich am

A b b . 728.

A b b . 729.

Haken- oder Gabelumschalter die beiden Kontakte c'und e, Abb. 729, und auch der Fernhörerkreis 4 (über Anschlußleitung und Zentrale) sowie der Mibrofonkreis 5 über die Ortsbatterie. Die durch das Besprechen des Mikrofons im Mikrofonstromkreis entstehenden Stromschwankungen werden durch die Induktionsspule in den Stromkreis 4 übertragen und gelangen so in die Leitung. Über Stromkreis 4 verläuft auch der ankommende Sprechstrom. Aus den Abb. 727 bis 729 ist noch zu ersehen, daß der Hakenumschalter einer OBSprechstelle einen Ruhekontakt und zwei Arbeitskontakte hat. Der Stromkreis des Mikrofons kann auch ganz gesondert geführt werden (s. Abb. 757). HOHll In der Weiterentwicklung hat man, um akuJ VVvV.V stische Rückkopplungen vom Hörer auf das eigene Mikrofon zu vermeiden und um die eigene Sprache im Fernhörer abzudämpfen, die Schaltung mit Rückhördämpfung, Abb. 730, eingeführt. Die Sekundärwicklung der Induktionsspule ist in zwei Teile (1, 2) geteilt und der Hörer mit einem hohen

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Widerstand 3 (400 Ohm) in Reihe geschaltet, so daß praktisch nur ein Bruchteil des vom eigenen Mikrofon übertragenen Sprechstromes in den Fernhörer gelangt. Die Wicklungen haben etwa folgende Werte: Primärwicklung e 8 Ohm, Sekundärwicklung 1 300 Ohm, Sekundärwicklung 2 110 Ohm. Der Fernhörerwiderstand beträgt 2 x 100 Ohm, Widerstand des Weckers 2 x 750 Ohm. Die Mikrofonbatterie hat 1,5 oder 3 Volt. Die älteren OB-Sprechstellen haben Induktionsspulen mit einer Primärwicklung von 0,8 Ohm und einer Sekundärwicklung von 200 Ohm, Fernhörer 2 x 75 oder 2 x 100 Ohm, Mikrofonwiderstand (Ruhe) etwa 30 Ohm. Als Induktoren kommen solche mit 1, 2 oder 3 Dauermagneten in Frage. Die Abb. 731 zeigt die Schaltung einer Sprechstelle mit Gleichstromanruf. Diese Sprechstellen werden für kleine Hausanlagen verwendet und nach Abb. 732 zusammengeschaltet. Der Anruf geschieht durch Betätigen der Ruftaste BT. Als Anruforgan dient entweder eine Schnarre oder ein Gleichstromwecker W. Wenn eine gemeinsame Rufbatterie B1 verwendet werden soll, sind drei Leitungen zwischen den Sprechstellen erforderlich. Erhält jedoch jede Sprechstelle (Abi

nr Ih Bf

RT

Abb. 731.

Abb. 733.

bildung 731) zur Mikrofonbatterie MB noch ein Element B hinzu, so können die beiden Sprechstellen durch zwei Leitungen (Klemmen a und b) miteinander verbunden werden. Die beiden Batterien MB und B werden beim Rufen (Drücken der Ruftaste RT) hintereinander geschaltet. Die Verwendung einer Induktionsspule ist bei solchen kleinen Anlagen für den Hausverkehr nicht unbedingt notwendig. Die Abb. 733

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zeigt die direkte Schaltung einer bekannten Heimfernsprecher-Anlage, bei der Hörer und Mikrofon in Reihe liegen. Für die Verbindung sind vier Leiter benutzt, dafür genügt aber eine gemeinsame Batterie für beide Sprechstellen. Als Batterie wird gewöhnlich eine Taschenlampenbatterie verwendet. Die Tasten 2\ und T 2 werden durch die angehängten Mikrotelefone in der gezeichneten Lage gehalten, wobei alle Stromkreise offen sind (Lage 1). Nimmt man das Mikrotelefon ab und drückt die Taste in Lage 2, so werden die Kontakte I und II geschlossen und dadurch der Wecker (W) oder die Schnarre der Gegen-Sprechstelle an Spannung gelegt. Haben beide Teilnehmer die Mikroteletone abgehoben, so befinden sich die Tasten T1 und T2 in der Sprechstellung 3; Kontakt I beider Tasten ist geschlossen. Die Teilnehmer können sprechen. In der Abb. 734 ist die äußere Ansicht einer modernen OB-Fernsprechstelle zum Befestigen an der Wand dargestellt. Das Fernsprech-

Abb. 734.

Abb. 735.

Abb. 736.

gehäuse sowie das Mikrotelefon sind aus Preßstoff gefertigt. Die Abb. 735 zeigt die Außenansicht einer OB-Fernsprechstelle als Tischapparat und die Abb. 736 den Fernsprecher, der in der Schaltung der Abb. 733 benutzt wird, den sogenannten Heimfernsprecher. Tragbare Fernsprecher 1 ), Abb. 737, werden in Holzgehäuse, Ledertasche oder auch in Metallgehäuse (wasserdicht, aus Aluminiumguß) hergestellt. Als Feldfernsprecher gebaut, erhalten tragbare Fernsprechgeräte oft auch Summeranruf. Die tragbaren Fernsprecher sind in der Regel mit ürtsbatterie versehen, die aus Trockenelementen, auch aus Taschenlampenbatterien bestehen kann und im Gehäuse mit untergebracht ist. Abb. 737. Fernsprechstellen für Ortsbatteriebetrieb oder auch für Zentralbatteriebetrieb werden für rauhe Betriebe, wie Bergwerke, oder auch für Außenräume in wasserdichter *) Ein tragbarer Induktor-Fernsprechapparat 45, 1939, 1347—48-

für O B - B e t r i e b ,

Helios,

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454

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Ausführung, Abb. 738, gebaut. Das Bild zeigt einen wasserdichten Wandfernsprecher in schlagwettergeschütztem Gußeisengehäuse. Der gußeiserne Batteriekasten ist mit dem Fernsprechgehäuse zusammengebaut. Der wasserdicht eingekapselte Wechselstromwecker ist oberhalb des Gehäuses angebracht. Der links angeordnete Handapparat enthält auswechselbare Mikrofon- und Hörkapseln, wie der Handapparat in Abb. 694.

12

LI

YrtÄ

^Wjjvv/vü"

Abb. 738.

Abb. 739.

Abb. 740.

Die Schaltung dieses wasserdichten Fernsprechers, Abb. 739, bedarf keiner weiteren Erläuterung. Der zweite Hörer ist an einem Haken, rechts am Gehäuse, aufgehängt und ermöglicht auch in geräuschvoller Umgebung eine gute Verständigung. In Fernsprechanlagen für Bergwerke werden alle Bestandteile in wasserdichter Ausführung gebaut. Abb. 740 zeigt die äußere Ansicht und Abb. 741 die Schaltung eines für Bergwerke bestimmten Zwischenstellenumschalters mit drei Stellungen. Der Schalter ermöglicht die in Abb. 742 dargestellten Verbindungen zwischen dem FernsprecherF am Standort des Zwischenstellenumschalters und zwei weiteren Fernsprechern Fx und F.2. Abb. 141. ©

F

F,

F

F, Abb. 742.

F,

S p r e c h s t e l l e n für Zentralbatteriebetrieb sind einfacher und billiger, da der Induktor und die Ortsbatterie wegfallen. Abb. 743 zeigt eine prinzipielle Schaltung einer ZBSprechstelle. Ein von der Zen-

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trale kommender Rufwechselstrom verläuft über Stromkreis 1 zurück zur Zentrale. Will der Teilnehmer die Zentrale anrufen, so hat er lediglich den Hörer bzw. das Mikrotelefon vom Hakenumschalter abzuheben. Der Hakenumschalter hat nur einen Kontakt, der beim Abnehmen des Hörers geschlossen wird. Der Mikrofonspeisestrom von der Batterie in der Zentrale gelangt sodann in den Mikrofonstromkreis, das Anrufrelais dieser Teilnehmerleitung wird erregt, und der Anruf in der Zentrale erfolgt. Der Teilnehmer kann nach Herstellen der Verbindung sprechen. Die beschriebene Schaltung hat den Nachteil, daß der Fernhörer vom Gleichstrom durchflössen wird (s. S. 436). Aus

Abb. 743.

Abb. 744.

genanntem Grunde wird der Mikrofonstromkreis mit dem Fernhörerkreis unter Vermittlung einer Induktionsspule magnetisch gekoppelt (Abb. 744). Diese Abbildung zeigt die sog. Western-Schaltung einer ZB-Stelle. Hier liegt ebenfalls ein Kondensator im Weckerstromkreis. Nach Abheben des Hörers geht ein Teil des vom Amt kommenden T Gleichstromes über Wecker, Fernhörer und Sekundärwicklung der Induktionsspule. Dieser Strom ist aber (infolge des sehr hohen Weckerwiderl standes gegenüber dem parallelgeschalteten Mikrofon) sehr gering. In Abb. 745 ist eine sehr verbreitete Schaltung einer ZB-Stelle dargestellt, die sog. Ericsson-Schaltung. Zur Erläuterung der Wirkungsweise einer ZB-Stelle ist die Verbindung L nach der Zentrale schematisch eingezeichnet. Der Weckerstromkreis mit dem üblichen Kondensator ist der gleiche Äff wie bei den bereits beschriebenen ZB•0 Schaltungen. Der Fernhörerkreis ist vollständig von dem Mikrofonstromkreis getrennt. Nimmt der Teilnehmer ~-ZB seinen Hörer F vom Hakenumschalter HU, so fließt Strom von der Zentrale: — ZB, Wicklung des Anrufrelais A R, Teilnehmerleitung L, über b, HU, PriAbb. 745.

IO'

w

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märwicklung der Induktionsspule J, Mikrofon 'M, a, zweite Wicklung des AB, + ZB. Anrufrelais AR wird erregt, zieht seinen Anker N an und schaltet Anruflampe AL an Batterie. Am Aufleuchten von AL erkennt die Telefonistin, daß dieser Teilnehmer angerufen hat. Hängt der Teilnehmer seinen Hörer wieder an HU, so wird Kontakt h unterbrochen. und, da über den Kondensator des Stromkreises kein Gleichstrom fließen kann, das Anrufrelais fällt wieder ab; Lampe AL erlischt. Vorgang genauer beschrieben S. 478. Abb. 746 zeigt eine Schaltung (ZB), in welcher bei abgenommenem Hörer der Kondensator durch die halbe Weckerwicklung und Leitung e überbrückt ist, so daß beim Hinlegen des Mikrotelefons auch dann, wenn eine Stromunterbrechung am Mikrofon stattfinden sollte, eine Schlußzeichengabe nach der Zentrale vermieden wird. Für diese älteren ZB-Sprechstellen waren folgende Werte gebräuchlich: Fernhörer 2 x 30 (2 x 75) ühm, Mikrofon 150 bis 300 0hm, Wecker 2 x 750 (2 x 500) Ohm, Induktionsspule 16 : 22 bzw. 29 : 32 w Abb. 746. "/ ä T V Ohm, Kondensator 2 ¡¿Y. Auch neue ZB-Fernsprechstellen werden mit der Rückhördämpfung ausgerüstet. In Abb. 747 ist diese Schaltung für ZB-Betrieb nochmals im Prinzip dargestellt. Beim Besprechen des Mikrofons M verzweigen sich die erzeugten Wechselströme in der Sekundärwicklung zu gleichen

Abb. 747.

Abb. 749.

Abb. 748.

Teilen und in jeweils entgegengesetzten Richtungen in den Wicklungshälften 1 und 2 der Induktionspule I. Der für B zu wählende Widerstand ist ein Mittelwert, der dem Durchschnittswert des Widerstandes des an a—b angeschlossenen Leitungsteils anzugleichen ist. Im eigenen Fernhörer T ist der eigene Mikrofonstrom nur ganz leise zu hören.

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Moderne Fernsprechstellen müssen mit Rundfunkstörschutz ausgerüstet sein. Die Abb. 748 zeigt die Schaltung einer Fernsprechstelle, die sowohl für den Selbstanschlußbetrieb wie für ZB-Betrieb zu verwenden ist. Bei ZB-Betrieb werden die Klemmen 1, 2 sowie 3, 4 mit je einem Draht, wie die gestrichelten Linien zeigen, A überbrückt. Die Störschutz\ einrichtung (für die ZB-Be% triebsweise) besteht aus einer kleinen Drosselspule mit zwei Wicklungen Dl und D2 und den kleinen Kondensatoren Cj, C 2 mit je einer Kapazität von 0,05 ¡iF. Auch diese Sprechstelle ist mit RückMI \ ^ S hördämpfung ausgerüstet. gEL-^ A b b 75 In der Abb. 749 ist die g " p - °äußere Ansicht einer ZBTisch-Sprechstelle zu sehen. SeIbstanschluß(Wähler)Fernsprechstellen werden in Abschnitt „Wähler-Fernsprechanlagen" beschrieben. In Bürobetrieben ist es vorteilhaft, Dreharme, Abb. 750, überall dort zu verwenden, wo man einen Fernsprecher mehreren Personen in diesen Büros zugänglich machen will.

III. Linienwähler. In Abb. 732 ist gezeigt, wie zwei Fernsprechstellen verbunden werden, damit diese miteinander sprechen können. Wenn mehrere Stellen wahlweise verbunden werden sollen, führt man entweder von jeder Sprechstelle eine Leitung nach einer Zentralstelle (an einen Zentralumschalter), oder aber es werden die Sprechstellen als sog. Linienwählersprechstellen ausgebildet und durch ein mehradriges Kabel so miteinander verbunden, daß die betreffenden Teilnehmer ohne Vermittlung einer Zentralstelle einander anrufen und

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sprechen können. Abb. 751 zeigt die Zusammenschaltung sog. K u r b e l L i n i e n w ä h l e r f ü r E i n f a c h l e i t u n g . An Stelle der Kurbel kann auch ein Stöpsel verwendet werden, der bei der Auswahl des gewünschten Teilnehmers in die entsprechende, mit dem Teilnehmer verbundene Buchse gesteckt wird! Jede Sprechstelle St 2 bis St 5 h a t eine Sprechbatterie. Die Rufbatterie RB ist jedoch gemeinsam. Zum Anrufen dient je ein Gleichstromwecker W. Die Anzahl der Kabeladern sowie der K o n t a k t e am Kurbelumschalter k entsprechen der Anzahl der Sprechstellen. In der Abbildung sind nur vier Sprechstellen gezeichnet. Kurbel k m u ß bei jeder Sprechstelle, die in Ruhe ist, auf dem K o n t a k t der eigenen Leitung liegen, z. B. bei Sprechstelle 2 auf 2, bei Stelle 5 auf 5 usw. In der Schaltung (Abb. 751) befindet sich Stelle 4 im Gespräch mit Stelle 2 (Stromkreis 7). Soll von Stelle 3 ein Anruf zur Stelle 5 erfolgen, so muß die Linienwählerkurbel der Stelle 3 auf K o n t a k t 5 gestellt und R u f t a s t e ET gedrückt werden. Der Rufstrom verläuft alsdann über Stromkreis 8. An Stelle der Erdrückleitung benutzt man meistens einen starken, blanken Kupferdraht, welcher außerdem nach Möglichkeit an verschiedenen Stellen zu erden ist, wodurch der Querschnitt der Erdrückleitung noch i i vergrößert wird. Diese Maßnahme ist 0 ^ 0 Dlw-C bei Linienwählerbetrieb mit Einfachleitung unbedingt A b b . 752. erforderlich, denn wenn gleichzeitig mehrere Teilnehmer sprechen, verlaufen die Sprechströme in der Erdrückleitung nebeneinander, und es t r i t t eine gegenseitige induktive Beeinflussung der Stromkreise ein, die um so größer ist, je größer der Widerstand und je länger die Leitung ist. Diese Beeinflussung n e n n t man N e b e n s p r e c h e n . In der Schaltung der

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Abb. 753.

Abb. 752 sind beispielsweise je zwei Sprechstellen über die Kabeladern 5 und 6 und die gemeinsame Rückleitung Ii miteinander verbunden. Das Nebensprechen äußert sich darin, daß das zwischen 1 und 4 geführte Gespräch von 2 u n d 3 gehört werden kann und umgekehrt. Die induktive Beeinflussung t r i t t am stärksten zwischen den Kabeladern, z. B. 5, 6, auf. Das Kabel f ü r Linienwähler mit Einfachleitung wird deshalb so hergestellt, daß die einzelnen Adern über der

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Baumwollisolation mit Stanniolband umwickelt werden. Diese meistens 0,8 mm starken Adern werden zusammen mit einem oder mehreren Rückleitungsdrähten (Ii) lagenweise verseilt, gemeinsam mit Band bewickelt und mit einem nahtlosen Bleimantel umpreßt. Linienwähler für Einfachleitung können nur auf kurzen Entfernungen betrieben werden. Bei langen Leitungen ist ein Nebensprechen nicht zu vermeiden. In der Abb. 753 ist die äußere Ansicht eines neuzeitlichen DrehLinienwählers für 19 Anschlüsse zu sehen, bei dem eine Drehscheibe zum Einstellen der gewünschten Sprechstelle verwendet wird. In dem Bild ist zu sehen, daß die Namen der angeschlossenen Teilnehmer auf die Drehscheibe aufgeschrieben werden können. Die Verbindung wird hergestellt, indem man zunächst das Mikrotelefon von der Gabel abhebt,

die Randmarke (neben dem Namen des gewünschten Teilnehmers) der Scheibe auf eine feste Randmarke einstellt und dann den in der Mitte der Drehscheibe angeordneten Knopf drückt. Die Drehscheibe braucht nicht in eine Ruhestellung zurückgeführt zu werden. In der Abb. 754 ist die Schaltung des Dreh-Linienwählers gezeigt. Teilnehmer 10 hat seine Drehscheibe DS auf den an Leitung 1 angeschlossenen Teilnehmer 1 gedreht. Drückt Teilnehmer 10 nach Abnehmen des Mikrotelefons die Ruftaste Tw, so wird über Stromkreis 1 (über Kontakte I und III der Taste T10) der Wecker W1 betätigt. Hierbei sind die Batterien IIB und RB in Reihe geschaltet. Wird die Taste T 10 wieder losgelassen, so wird sie in der Mittelstellung (Sprechstellung) durch die Sperre S gehalten. Der Sprechstrom geht über Kontakte II und III der Taste Tw. Hierbei sind Mikrofone und Hörer in Reihe geschaltet. Gabelumschaltekontakt HU„ ist hierbei unwirksam.

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\ gestellt, und zwar unter I sog. ¿z? g m Parallelklinken, unter I I sog. Unterbrechungsklinken. Die ' Klinkenhülse 2 bzw. 4 (Abb. 773) wird mit dem Federsatz fest zuAbb. sammengebaut (Abb. 775), und die Klinken werden zu K l i n k e n s t r e i f e n vereinigt. Abb. 776 zeigt einen / H ->, 5 teiligen Klinkenstreifen MM. für kleinere Zentralumjffi Schalter, Abb. 777 einen «^^ffig 20 teiligen Klinkenstreifen, wie dieser zum Aufbau des Vielfachfeldes*) *) Siehe Seite 482.

Abb. 777.

31*

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bei großen Zentralumschaltern Verwendung findet. Der l e t z t g e n a n n t e Klinkenstreifen hat dreiteilige Parallelklinken, bestehend aus je zwei Federn u n d der sog. Hülse. Die Hülse, eine langgestreckte Messingbuchse, wird ebenfalls zu Schaltzwecken m i t b e n u t z t , wie bereits aus Abb. 773 hervorgeht. Die voneinander isolierten Klinkenfedern werden aus g u t federndem Material hergestellt und a m vorderen E n d e so u m gebogen, daß der m i t einem Halseinschnitt versehene Stöpsel in der Klinke festgehalten werden kann. Das andere E n d e der Federn endigt in einer Lötöse. Von der Hülse der Klinke f ü h r t ebenfalls ein Metafistreifen zu einer Lötöse. Der S t ö p s e l m u ß der Klinke immer a n g e p a ß t sein, z. B. entspricht einer dreiteiligen Klinke immer ein dreiteiliger Stöpsel mit dreiadriger Schnur. H a t die Klinke drei Verbindungskont a k t e (einschl Hülse) und einen Unterbrechungskontakt, so ist der zugehörige Stöpsel auch dreiteilig. Abb. 778 zeigt einen zweiteiligen Stöpsel ohne, Abb. 779 einen mit Schnurschutzspirale, die dazu dient, die Stöpselschnur gegen zu s t a r k e Beanspruchung an dieser Stelle zu schützen; denn unmittelbar a m Stöpsel ist die Schnur dem stärksten Verschleiß bzw. der s t ä r k s t e n Knickung unterworfen, auch wird vom Schweiß der Hand die Umklöppelung einer nicht geAbb.778. schützten Schnur bald brüchig. Derjenige Teil des Stöpsels, der mit der Hülse K o n t a k t bildet, wird als Hals oder Schaft bezeichnet; den K o n t a k t t e i l zwischen Spitze u n d Hals bezeichnet m a n als Ring.

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Der Grundgedanke einer Stöpselkonstruktion geht aus Abb. 780 hervor. Der Stöpsel besteht aus einer Anzahl über- Abb. 779. einander geschraubter und voneinander isolierter Messingrohre, die um einen Stahlkern K angeordnet sind. Stöpselgriff O ist aus Fiber oder Zelluloid hergestellt. Nachdem man den Griff abgeschraubt hat, sind die Schrauben zugänglich, mittels deren die Schnuradern m i t dem Hals H und der Spitze 8 des Stöpsels verbunden werden. Die zum Verbinden der Teilnehmer dienenden S c h n ü r e müssen sehr widerstandsfähig und gleichzeitig sehr biegsam sein. Das Material der Schnuradern ist meistens 9 f f i Kupfer, entweder in F o r m ^ ^ 1 _ von ganz feiner Litze oder — =g , ^ ^ ' — ^ T ) als L a h n f ä d e n - L i t z e . Zu ¿T^r. einer Schnurader gehören Li größtenteils 3 x 7 LahnAbb. 780. fäden, die miteinander verseilt sind. Der L a h n f a d e n besteht a u s einem ganz schmalen und d ü n n e n (0,01 x 0,3 m m ) K u p f e r band, welches schraubenförmig um einen Glanzgarn- oder Seidenfaden gewickelt ist. Die Adern sind mehrfach umsponnen, mit Füllschnüren z u s a m m e n g e f ü g t und nach zwei Richtungen umklöppelt.*)

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») Siehe Kapitel Drähte und Schnüre im f ü n f t e n Teil.

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Das Schnurpaar 1, 2 (Abb. 781) besteht aus zyvei Schnurabschnitten, von denen je ein Ende an einen Stöpsel 3, 4 führt, das andere abgespannt und die Adern mittels kleiner Steckkontakte mit den weiterführenden Leitungen 8, 9, 10 verbunden sind. Zwischen den beiden Abschnitten 1, 2 (siehe auch Abb. 782) ist die Schluß/W\ \lAH klappe S K sowie der Sprechumschalter SpU ID K eingeschaltet. Die Leitungen sind in Abb. 781 JAK nicht doppelt gezeichnet. Wird Sprechumschalter k ^ f l K SpU nach vorn (v) umi ]M gelegt, so verbindet die fl/W^ ;[5/< J p Beamtin ihren Abfrageapparat AA über den Abfragestöpsel (3), der in eine Klinke K eines anrufenden Teilnehmers gesteckt ist, mit diesem Teilnehmer. Wird der Sprechumschalter nach hinten (h) umgelegt, so legt die Beamtin die Rufstromquelle (Induktor oder Polwechsler J) an den Verbindungsstöpsel 4, der in die Klinke des gewünschten Teilnehmers gesteckt ist. Die Mittelstellung des Sprechumschalters ist die Durchsprechstellung. Klappe SK dient als Schlußklappe und fällt, wenn ein über das betreffende Schnurpaar verbundener Teilnehmer nach Beendigung des Gespräches seinen Induktor dreht (abkurbelt). Anrufklappe AK wird beim Einführen des Stöpsels in die entsprechende Klinke an dem Abb. 782. Kontakt e ausgeschaltet. Ist im Schnurpaar keine besondere Schlußklappe SK vorgesehen, so verwendet man Klinken K (Abb. 783), die so ausgebildet sind, daß beim Stöpseln mit einem kurzen Stöpsel Kontakt e geschlossen, die

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Anrufklappe in Brücke zum Sprechstromkreis eingeschaltet bleibt und als Schlußklappe dient. Beim Stöpseln mit einem längeren Stöpsel wird jedoch Kontakt e unterbrochen und die Anrufklappe ausgeschaltet. Es wird f ü r diese Art Schlußzeichengabe der Abfragestöpsel kurz und der Verbindungsstöpsel lang ausgebildet. (Siehe auch Abb. 791.) Abb. 784 zeigt die äußere Form eines Sprechumschalters. Aus Abb. 781 ist noch zu ersehen, daß die beiden Schnurabschnitte mit Rollgewichten 5, 6 versehen sind, die die Schnüre dauernd straff halten, so daß ein Verwickeln einer Mehrzahl nebeneinander liegender Schnurpaare vermieden wird. Ein Schnurgewicht zeigt Abb. 785.

Abb. 783.

Abb. 784.

V. Zentrale Fernsprech-Vermittlungseinrichtungen. Eine öffentliche Fernsprech-Vermittlungseinrichtung bezeichnet man als Fernsprechamt, eine private Einrichtung im allgemeinen als Fernsprechzentrale. Ein Fernsprechamt oder auch eine Zentrale haben die Aufgabe, die gewünschten Verbindungen zwischen den angeschlossenen Teilnehmern beliebig herzustellen, zu überwachen und zu trennen. Jeder Teilnehmer muß die Möglichkeit haben, die Zentrale anzurufen (Anruforgan), die Bedienungsperson (Beamtin) muß den Anruf erkennen können und nach Herstellung der Verbindung in der Lage sein, den gewünschten Teilnehmer anzurufen. Als einfachster Zentralumschalter ist der K l a p p e n s c h r a n k zu bezeichnen. Klappenschränke können für Einfach- sowie für Doppelleitungen der Teilnehmeranschlüsse gebaut werden. Jeder Teilnehmerleitung ist im Schrank eine Anrufklappe zugeordnet. Dreht der mit einer OB-Fernsprechstelle ausgerüstete Teilnehmer seine Induktorkurbel, so fällt seine Anrufklappe am Klappenschrank. Die Verbindung des anrufenden mit dem gewünschten Teilnehmer kann unter Verwendung eines Schnurpaares oder schnurlos erfolgen. Im ersten, häufigeren Fall ist jedem angeschlossenen Teilnehmer neben der Anrufklappe noch eine Klinke zugeordnet. Schnurlose Klappenschränke werden n u r f ü r geringe Teilnehmerzahlen gebaut. Je nach den ge-

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stellten Anforderungen und der Größe der Klappenschränke werden diese mit besonderen Einrichtungen, die das Bedienen erleichtern und beschleunigen, versehen.

a) S c h n u r l o s e r

Klappenschrank.

In der Abb. 786 ist die äußere Ansicht eines schnurlosen Klappenschrankes für 10 Anschlüsse gezeigt. W ist der Anrufwecker, der auch als akustisches Schlußzeichen mitverwendet wird, T sind die Anrufklappcn der Teilnehmer, Sch die Schlußklappen. In der Reihe St sind die zum Herstellen der Verbindungen dienenden Stöpsel angeordnet. A sind die Abfrageklinken und V die drei Reihen von Verbindungsklinken. In der Abb. 787 ist die Schaltung des schnür« J » ' —W losen Klappenschrankes zu sehen, in der Nebenskizze ist mit St ein Abfrage- und Verbindungsstöpsel abgebildet. Beim Einstecken des zweiteiligen Stöpsels wird die Verbindung zwischen zwei federnden Schienen (Schraubenfedern) hergestellt. Aus der Schaltung ist zu ersehen, daß die Anrufklappen AKlt . . . .AKc,, AK10 durch die in der Raststellung befindlichen Stöpsel St±, St9, Stio jeweils an die zugehörige Teilnehmerleitung geschaltet sind. Ruft Teilnehmer 1 an, so fällt die Anrufklappe AKV Über Kontakt akx der Klappe wird der Anrufwecker W eingeschaltet. Das Abfragen geschieht über die Klinken 7—8, 9—10, 11—12. Wird der Stöpsel in 7—8 gesteckt, so ist hierdurch der Abfrageapparat mit dem rufenden Teilnehmer verbunden. Ist der gewünschte Teilnehmer, z. B. X, frei und soll nun gerufen werden, so kann das so geschehen, daß der Stöpsel St10 in 11—12 gesteckt und der Induktor I des Abfrageapparates gedreht wird. Damit dieser Rufstrom nicht auch zum anrufenden Teilnehmer I gelangt, wird S ^ in 13—14 gesteckt. Nachdem Teilnehmer X gerufen ist und sich gemeldet hat, steckt die Bedienungsperson des Klappenschrankes den Stöpsel St10 in 17—18, wodurch nun Teilnehmer I mit Teilnehmer X über 13—14, Stöpsel St^ und 17—18, Stöpsel St3 verbunden ist. Die Fallklappe SK1 ist als Schlußzeichenklappe parallel zum Sprechstromkreis eingeschaltet. Nach Schluß des Gespräches wird von einem oder von beiden Teilnehmern der Sprechstelle I und X die Induktorkurbel gedreht. Die Schlußklappe SK± fällt, worauf der den Schrank Bedienende die Verbindung durch Herausziehen der Stöpsel St x und ,, die Innenleitungen bei a 2 und 62 an die Lötösen l angeschlossen. Zwischen jeder Außenleitung und den Erdschienen e ist ein Kohleblitzableiter El angeordnet. Von bl und ax führt der Stromkreis über die Federn / j und / 2 , über Abschmelzröllchen AR zu den Federn der Innenleitungen a2 und b2. An a 2 und b2 werden die Rangierdrähte angelötet, und diese führen dann zu 20 teiligen Lötösenstreifen, die an großen Hauptverteilern waagerecht angebracht

A b b . 800.

A b b . 801.

sind. Die Rangierdrähte R (Abb. 797) werden durch Ringe r gezogen, so daß eine geordnete und übersichtliche Führung auch der Rangierdrähte möglich ist. Die Lötösenstreifen sind im Gegensatz zu den 25 teiligen Sicherungsstreifen nur 20 teilig, da immer mehr AußenG o e t s c h , T a s c h e n b u c h 9.

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leitungen vorhanden sind als Innenleitungen. Durch Einstecken eines Prüfstöpsels PSt (Abb. 800) können die Leitungen jedes Anschlusses auf einen Prüfschrank gelegt werden. Der Prüfstöpsel PSt (Abb. 801) ist über 6 Leitungen mit dem Prüfschrank verbunden, an welchem die Innen- und Außeiüeitungen auf Isolation usw. untersucht werden können. Bei den im Abschnitt V beschriebenen Zentralumschaltern mit verhältnismäßig geringer Anschlußzahl war es ohne weiteres möglich, alle Teilnehmer an einem oder zwei Arbeitsplätzen miteinander zu verbinden, denn die Verbindungsschnüre können lang genug gemacht werden, um auch nach dem Klinkenfeld des benachbarten Arbeitsplatzes "l

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A b b . 802.

hinüberzureichen. Sind mehr als zwei Arbeitsplätze vorhanden, so ist die Anordnung eines V i e l f a c h k l i n k e n f e l d e s erforderlich. Der Zentralumschalter eines Amtes ist dann wesentlich anders aufgebaut. Hat das Amt 10000 Anschlüsse und jede Beamtin etwa 100 Anschlüsse zu bedienen, so müssen 100 Arbeitsplätze (Abb. 802) eingerichtet werden. J e 3 Arbeitsplätze werden zu einem Schrank vereinigt. Jede Beamtin muß in der Lage sein, jeden der ihr zur Bedienung zugeordneten 100 Teilnehmer mit den übrigen 9999 zu verbinden. Diesem Zweck dient das Vielfachfeld. Sämtliche Teilnehmeranschlüsse sind so geschaltet, daß jede Teilnehmerleitung an jedem Schrank zu erreichen ist, d. h. eine Verbindungsklinke hat. Bei 10000 Teilnehmeranschlüssen, 100 Arbeitsplätzen und etwa 34 Schränken ist jede Leitung 34 mal zu einer Klinke abgezweigt und führt dann zum Anruft > 3S21 X3ue?i tijf?; Vi Vn organ und zur AbfrageV! Klinke an einem bestimmten Arbeitsplatz. jp^J. Aus Abb. 803 ist zu ersehen, wie die Teilnehmerleitungen das VielAbb. 803.

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fachkiinkenfeld Vi durchlaufen und in jedem Schrank an bestimmten Stellen an Klinken V führen. Eine vom Teilnehmer kommende Leitung«, 6 (Abb. 803), z. B. mit der Anschlußnummer 3621, verläuft über den Hauptverteiler UV, über die Vielfachklinke V Nr. 3621 im Schrank 1, 2 usw. bis n und von hier zum Anruf organ A und zur Abfrageklinke AK Nr. 3621. Vor den Abtrageklinken liegt auch der Zwischenverteiler^F*). Es sind in jedem Vielfachklinkenfeld eines voll ausgebauten 10000er Amtes 10000 Klinken vorhanden, und dieses Klinkenfeld wiederholt sich in jedem Schrank. Vor jedem Arbeitsplatz liegen etwa 3333 Vielfachklinken; es muß also jede Beamtin von ihrem Arbeitsplatz aus die Vielfachklinken ihres eigenen und der beiden benachbarten Arbeitsplätze erreichen können. Die erste und die letzte in einer' Schrankreihe sitzenden Beamtinnen haben neben ihrem Arbeitsplatz links bzw. rechts noch einen Ansatzschrank c, d, Abb. 802, mit dem noch fehlenden Drittel des Vielfachfeldes. Aus Abb. 803 ist zu ersehen, daß das Vielfachkabel VK sowie das sog. R ü c k f ü h r u n g s kabel BK dreiadrig sind. Abb. 804 zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Vielfachumschalter. Im Raum C sind die Vielfachkabel (im dreiadrigen System 63adrig, Abb. 991, von denen 3 Adern zur Reserve dienen; die Klinkenstreifen sind 20 teilig, Abb. 771), in D das Rückführungskabel untergebracht. V ist das Vielfachklinkenfeld, A das Abfragefeld, L sind die Schlußlampen, T Diensttasten, von denen noch später die Rede sein wird. Von den Steckkontakten a der dreiadrigen Verbindungsschnüre führen LeitunAbb. 804. gen zu verschiedenen im Schnurpaar eingeschalteten Apparaten. B sind die Anrufrelais (Glühlampenanruf), b Kondensatoren usw. Wesentlich bei der Bedienung eines Vielfachurhschalters ist die B e s e t z t p r ü f u n g . Verlangt beispielsweise der Teilnehmer 8960 eine Verbindung mit Nr. 3621, so darf die Beamtin, an deren Abfragefeld die Nr. 8960 Liegt, diesen nicht ohne weiteres mit der Vielfachklinke Nr. 3621 zusammenschalten, denn der Teilnehmer Nr. 3621 kann an einem entfernt gelegenen Arbeitsplatz bereits mit einer dritten Teilnehmerleitung verbunden sein. Es muß deshalb geprüft werden, ob der von 8960 verlangte Teilnehmer frei oder besetzt ist. Das Besetztprüfen geschieht, indem die Beamtin mit der Spitze des Verbindungsstöpsels die Vielfachklinkenhülse des gewünschten Teil*) Siehe auch Abb. 799.

32*

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nehmers berührt. Meistens ist die Schaltung so getroffen, daß die Beamtin bei bereits besetzter Leitung ein Knacken in ihrem Kopfhörer wahrnimmt. Ist die Leitung noch frei, so bleibt das Knackgeräusch aus, und die gewünschte Verbindung kann hergestellt werden. Große Fernsprechzentralen und Ämter werden nur noch als dreiadrige ZBSysteme gebaut. Als Zentralbatterie verwendet man zwei große Sammlerbatterien*) mit einer Spannung von 24 Volt; von diesen dient eine als Reserve. Um zu verhindern, daß der Sprechstrom über die Batterie aus einer Doppelleitung in die andere gelangt, ftüssen die Speiseleitungen zur Batterie, also die Leitungen 1 und 2, einen möglichst niedrigen Widerstand Abb. 805. haben, außerdem schaltet man in jede Speiseleitung von der Zentralbatterie ZB (Abb. 805) zu den Teilnehmerleitungen eine Drosselspule d ein. Gewöhnlich wird hierfür das Anrufrelais (Abb. 790 und 809) verwendet, oder es erfolgt die Speisung aus der Zentralbatterie über die Übertrager, die auch als Drosselspulen dienen (Abb. 807). Die Zentralbatterie ZB (Abb. 805) ist am positiven Pol (e) zu erden. Abb. 806 veranschaulicht eine V i e l f a c h s c h a l t u n g für OBBetrieb. Die Teilnehmerleitung geht über den Hauptverteiler HV

HV VoK/

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VN ZV 7VF

AK

PT7-M/ A b b . 806. *) ¡Siehe Seite 51.

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zunächst an die V o r s c h a l t e k l i n k e n VoKl mit doppelten Unterbrechungskontakten. Die Vorschalteklinken liegen sämtlich an einem sog. Vorschalteschrank und dienen zur Herstellung der Verbindungen mit dem F e r n a m t * ) . Die doppelte Unterbrechung an der Klinke ist zur Wahrung der Leitungssymmetrie erforderlich. Über die Vielfachklinken VKl und den Z w i s c h e n v e r t e i l e r ZV führt die Teilnehmerleitung dann zur Abfrageklinke AK und zur Anrufklappe AKl. Der Zwischenverteiler dient dazu, die Belegung der einzelnen Arbeitsplätze mit stark sowie wenig belasteten Teilnehmerleitungen möglichst gleichmäßig zu gestalten, wobei die Reihenfolge der Nummern nicht gewahrt zu werden braucht. Der Zwischenverteiler wird gewöhnlich im selben Raum wie der Hauptverteiler aufgestellt. Als Teilnehmerstellen werden Apparate mit Kondensator im Fernhörerkreis verwendet, so daß während des Gespräches kein Strom aus der Schlußzeichenbatterie fließt. Ruft ein Teilnehmer an, so fällt die ihm zugeordnete Anrufklappe AKl. Die Beamtin führt den Abfragestöpsel ASt eines Schnurpaares in die betreffende Abfrageklinke AK ein, schaltet hierbei die Anrufjdappe AKl am Kontakt 1 aus und legt den Minuspol der Schlußzeichenbatterie Bs über c des Stöpsels ASt an die Hülsenleitung c. (Siehe auch Nebenskizze.) Die Hülsenleitung c und die c-Ader des Schnurpaares dienen lediglich zur Besetztprüfung. Nach dem Abfragen muß die Beamtin prüfen, ob der verlangte Teilnehmer nicht bereits am anderen Platz mit einer dritten Teilnehmerleitung verbunden ist. Indem der Sprechumschalter in der Abfragestellung belassen wird, berührt die Beamtin mit der Spitze des Verbindungsstöpsels (s. Nebenskizze oben) die an ihrem Schrank befindliche Vielfachklinke VKl3 der gewünschten Teilnehmerleitung. Ist diese Leitung bereits besetzt, so fließt ein Strom (Stromkreis 1) über den Kopfhörer der Beamtin und erzeugt ein Knackgeräusch. Durch Unterbrechung des Kontaktes k am Sprechumschalter wird ein zweiter Stromweg über den Kopfhörer und das Schlußzeichengalvanoskop S2 zum Minuspol der Batterie unterbrochen. Um ein zu heftiges Knackgeräusch zu vermeiden, ist in den Stromkreis 1 eine Drosselspule Dr2 eingeschaltet. Die Zuverlässigkeit dieser Besetztprüfung kann unter Umständen dadurch in Frage gestellt werden, daß sich auf der im Ruhezustand isolierten Leitung c der Klinkenhülsen statische Ladungen ansammeln können, die beim Berühren der Hülsenleitung mit der Spitze des Verbindungsstöpsels zur Erde abgeleitet werden, wodurch im KF auch ein Knackgeräusch hervorgerufen wird. Ist die gewünschte Teilnehmerleitung frei, so wird der Verbindungsstöpsel VSt in die Vielfachklinke des Teilnehmers eingeführt und der Sprech Umschalter in die Ruf stellung (nach rechts bzw. nach vorn) umgelegt. An Stelle des Induktors oder Polwechslers wird in größeren Zentralen oder Ämtern als Rufstromquelle eine Rufmaschine verwendet (Einankerumformer), die von der Gleichstromseite aus (21-V-ZB) angetrieben wird und einen Rufstrom von 25 Perioden liefert. Der vom Umformer erzeugte 25 periodige Strom wird durch einen Wandler auf 60 Volt eff. Spannung hinauftransformiert. In den Rufstromkreis schaltet man meistens noch einen Rufstromanzeiger R (Abb. 806), der im wesent*) Siehe Abb. 910

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liehen aus einem gepolten Elektromagnetsystem (Abb. 163 u. 164) mit einer schwarz-weiß gefärbten Fahne an Stelle des Klöppels besteht und durch das Schwingen der Fahne zu erkennen gibt, daß die Rufstromquelle

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T~Zß

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A b b . 807.

in Ordnung ist. Hat die Beamtin den Teilnehmer angerufen, so bleibt das Schlußzeichen S 2 so lange sichtbar, bis der angerufene Teilnehmer sich gemeldet, d. h. seinen Sprechapparat abgehoben hat. Das Schema eines dreiadrigen ZB-Vielfachsystems zeigt Abb. 807. Diese a l s W e s t e r n - S y s t e m bekannte Schaltung hat neben dem EricssonSystem sehr große Verbreitung gefunden. Das Anrufrelais AR liegt einerseits am Minuspol der Zentralbatterie, anderseits über einen Ruhekontakt des Trennrelais TR an der Teilnehmerleitung. Hebt der Teilnehmer (ZB-Stelle Abb. 739 oder 740) seinen Fernhörer ab, so fließt ein Strom über ZB, AB, trv Teilnehmerstelle, tr2, Erde. Das AR wird erregt und schaltet über ar Anruflampe AL ein. Damit die den Arbeitsplatz bedienende Beamtin nicht dauernd das Abfragefeld nach aufleuchtenden Anruflampen abzusuchen braucht, schaltet man eine Anzahl von Anruflampen AL (Abb. 808) mit einem Kontrollrelais KR hintereinander. Das Ansprechen des Kontrollrelais bringt dann eine Kontrollampe KL zum Aufleuchten, sobald ein Anruf erfolgt. Aus Abb. 808 ist noch zu ersehen, daß die AL mit einem Widerstand parallel geschaltet sind, so Z B l m KL daß, wenn eine der AL durchbrennt, das Kontrollrelais beim Anruf trotzdem noch ansprechen ZB kann. Leuchtet die KL auf, jedoch keine AL, so A b b . 808. erkennt die Beamtin hieraus, daß eine Anruflampe durchgebrannt sein muß. Hat ein Teilnehmer angerufen, so leuchtet die AL (Abb. 807) so

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lange, bis die Beamtin den Abfragestöpsel A St eines Schnurpaares in die Abfrageklinke AKl eingeführt hat. Ist dies erfolgt, so spricht über Stromkreis 1 das Trennrelais T R an, das Anrufrelais wird stromlos und unterbricht bei ar den Stromkreis der AL. AL erlischt. Das TR wird während der ganzen Dauer des Gespräches vom Strom durchflössen; dieser Strom geht jedoch nicht dauernd über die Schlußlampe Äi/j (Stromkreis 1), sondern auch über Widerstand w und Kontakt r, denn sobald der ASt in die AKl des anrufenden Teilnehmers gesteckt ist, fließt der Speisestrom für das Mikrofon des Teilnehmers aus der ZB über je eine Hälfte der Übertrager L „ U 2 zur Teilnehmerstelle und somit auch über das Relais Rv Während des Sprechens ist Rx erregt und hält Kontakt r geschlossen. Legt der Teilnehmer sein Mikrotelefon

auf, so wird Rx stromlos, Kontakt r wird unterbrochen und die Schlußzeichenlampe leuchtet auf (Stromkreis 1). Wird der Verbindungsstöpsel in eine Vielfachklinke des gewünschten Teilnehmers gesteckt, so leuchtet SLZ so lange, bis der Teilnehmer sich meldet. Die Besetztprüfung geht folgendermaßen vor sich: Sobald der Sprechumschalter in die Abfragesteilung umgelegt ist, findet eine Ladung des Kondensators c über Stromkreis 2 statt. Ist eine zu dieser Vielfachklinkenleitung 3, 4, 5, 6 gehörende Klinke, z. B. 4, bereits durch einen Abfrageoder Verbindungsstöpsel mit dem Minuspol der ZB verbunden, so erfolgt beim Berühren der Klinkenhülse (bei 6) mit dem Verbindungsstöpsel ein Entladen des Kondensators c über S L p 6, 5, 4. Hierdurch wird ein Knackgeräusch im KF verursacht. Ist die Leitung nicht gestöpselt, d. h. frei, so findet eine Entladung des Kondensators c nicht statt, weile dann nach wie vor (über T R zur Erde) im Stromkreis der ZB liegt. Das Ericsson-System einer ZB-Schaltung ist bereits durch Abb. 790 erläutert worden. Die Abschaltung der Anruflampe findet in der Vielfachschaltung (Abb. 8.09) durch ein Trennrelais TR statt, das beim Stöpseln unter Strom gesetzt wird. Die Besetztprüfung ist durch die

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Nebenskizze erläutert. Hier sowie beim Western-System ist die Besetztprüfung dadurch zuverlässiger, daß die Vielfachleitung dauernd über das Trennrelais geerdet ist, statische Ladungen sich infolgedessen nicht ansammeln können. _ ... .., , ,, Gesprächszähler1). Parallel zum Trennrelais TR, Abb. 807, kann die Wicklung Z eines Gesprächszählers (Abb. 811) geschaltet werden. Das Prinzip einer solchen Schaltung ist in der Teilzeichnung in Abb. 810 zu sehen. Nach dem Aufleuchten der Schlußlampen und bevor die Verbindung getrennt wird, drückt die Beamtin eine im Schnurpaar liegende Taste, die Zähltaste ZT. Die Wicklung des Gesprächszählers Z lag bisher in Reihe zu den übrigen Widerständen in der c-Ader, und der Z durchfließende Strom genügte nicht zum Ansprechen des Zählers. Durch das Drücken der Taste ZT erhält Z unmittelbar Strom aus der Zentralbatterie ZB und schaltet um eine Zahl weiter. Die Abb. 811 zeigt die äußere Ansicht eines viel verwendeten Gesprächszählers. Das Fortschalten der Zahlenringe geschieht durch Abb. 810. e i n hier nicht näher zu erörterndes Klinkwerk.

A b b . 811.

VII. Selbsttätige Fernsprechanlagen (Wähleranlagen)2). a) G r u n d b e g r i f f e . Während in den bisher beschriebenen handbedienten Fernsprechanlagen mit Zentraleinrichtungen das Verbinden, Anrufen und Trennen der Teilnehmer durch eine Vermittlungsperson geschehen mußte, werden in ') G i e s e n , \V., Die e l e k t r i s c h e n G e s p r ä c h s - u n d Doppelzähler, Gebührenanzeiger, Summenzähler und Gesprächszeitmeßeinrichtungen. Telegr. u . F e r n s p r . - T e c h n . 28. 1939, 355 —361, 380—391. *) L u b b e r g e r , P r o f . D r . - I n g . G., Die F e r n s p r e c h a n l a g e n mit W ä h l e r b e t r i e b . 6. AuTl. M ü n c h e n 1938. — H e t t w i g , Dr.-Ing. E. F e r n s p r e c h - W ä h l a n l a g e n , M ü n c h e n 1940.

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selbsttätigen Fernsprechanlagen alle diese Schaltvorgänge von in einer Zentrale untergebrachten Wählern und Relais ausgeführt. Die Wähler und Rjlais (neuerdings auch Magnetsclialter oder Schütze genannt) werden vom anrufenden Teilnehmer aus elektromagnetisch gesteuert. Einige Jahre, nachdem Bell sein elektromagnetisches Telefon einführte (1876), begannen bereits die Versuche, die Verbindung der Teilnehmer untereinander durch Schaltwerke herzustellen. An Hand der Abb. 812*) sei der Grundgedanke einer Fernsprechanlage mit Wählerbetrieb erläutert. Von jeder Teilnehmerstelle N x bis 2V4 führt eine Leitung Oj bis a 4 zu je einem Wähler in der Zentrale. Die Teilnehmerleitungen sind innerhalb der Zentrale durch die Leitungen ql bis qt mit den Vielfachleitungen (V x bis F 4 ) verbunden, die wiederum an jedes Wählervielfach angeschlossen Abb. 812. sind. Der Wähler hat einen (oder mehrere) K o n t a k t a r m (Oj bis 04), der in der Ruhelage auf einem Ruhekontakt r liegt und mit Hilfe eines Schrittschaltwerkes (Elektromagnet H, Klinke s und Schaltrad) auf einen beliebigen Kontakt der Vielfachleitungen gedreht werden kann. Der Elektromagnet H zieht seinen Anker bei jedem Kontaktschluß bei ta der Teilnehmerstelle einmal an. Bei jedem Ankeranzug schaltet die Klinke s den Wählerarm um einen Schritt, d. h. um einen Kontakt, weiter. Will der T e i l n e h m e r ^ beispielsweise den Teilnehmer N3 erreichen, so drückt er dreimal seine Taste ta, worauf der Kontaktarm Oj den Ruhekontakt r verläßt und nach drei Schritten auf dem Wählervielfach V3, an welchen N3 über q3 und a3 angeschlossen ist, stehenbleibt. Die erläuterte Schaltung hat jedoch den Nachteil, Abb. 813. *) Die in diesem Abschnitt beschriebenen Schaltungen bzw. Apparate sind Ausführungen von Siemens & Halske.

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daß ein oder mehrere Teilnehmer sich auch dann noch auf eine Vielfachleitung F j bis V t schalten können, wenn der daran angesohlossene Teilnehmer bereits im Gespräch ist. Um diese Doppelverbindungen zu verhindern, muß eine B e s e t z t p r ü f u n g eingeführt werden derart, daß die Verbindung nur dann zustande kommen kann, wenn die gesuchte Leitung frei ist. Wir betrachten die Schaltung Abb. 813. Hier besteht der Wähler aus dem Elektromagneten E und zwei miteinander gekuppelten Kontaktarmen a, a{, die beide von E unter Vermittlung eines Schrittschaltwerkes gedreht werden können. Wie bei handbedienten Zentralumschaltern mit Vielfachschaltung sind auch hier besondere Prüfleitungen, die c-Leitungen, vorgesehen. Im übrigen gestaltet sich das Besotztmachen eines Wählervielfaches genau in derselben Weise wie bei Parallelschaltanlagen mit Anschalterelais (s. Abb. 874 und 875).

b) N u m m e r n s c h a l t e r 1 ) . Die Teilnehmerstellen sind mit W ä h l s c h e i b e n ( N u m m e r n s c h a l t e r ) ausgerüstet, die zur bequemeren N u m m e r n w a h l dienen. Die Schalt vorgänge in einer Anlage nach Abb. 813 gestalten sich nun wie folgt: Teilnehmer wünscht den Teilnehmer T x zu sprechen. Er erdet seine Leitung mittels Nummernschalter viermal, wodurch der Elektromagnet El vier Stromstöße bekommt. Die beiden Kontaktarme a, as' werden auf die Kontakte 4 der v- und c-Wählervielfache geschaltet. Ist Teilnehmer T4 frei, so bekommt der Prüfelektromagnet P1 Strom über Stromkreis 3 (Batterie, Wicklung I, Wicklung II, c4, Widerstand, Erde) und zieht seine beiden Anker und pt' an. Der anrufende Teilnehmer ist nun über den Anker des Prüfelektromagneten und den auf Kontakt 4 gedrehten Arm mit dem Teilnehmer T} verbunden. Durch Anziehen seines Ankers schließt der Prüfelektromagnet seine hochohmige Wicklung II kurz und hält sich über die niedrigohmige Wicklung I. Versucht ein dritter Teilnehmer sich auf das vierte Wählervielfach zu schalten, so bekommt sein Prüfelektromagnet bei der Parallelschaltung (Abb. 874) nicht genügend Strom und zieht nicht an. Der Anker des Prüfelektromagneten verbleibt dann in der gezeichneten Stellung und der Teilnehmer erhält vom Selbstunterbrecher U ein Besetztzeichen. Wie bereits erwähnt, werden die Wähler in der Zentrale von der Teilnehmerstelle aus durch Stromstöße gesteuert. Zum Zwecke der bequemeren Impulsgabe erhält jede Teilnehmerstelle einen Nummernschalter (Fingerscheibe, Abb. 814). Der Nummernschalter besteht im wesentlichen aus einem Kontaktwerk (Abb. 815), welches an der Rückseite a (Abb. 814) befestigt ist und durch Drehen der Fingerscheibe b (Abb. 814) aufgezogen wird. Der Teilnehmer greift mit einem Finger in eine der runden Öffnungen der drehbaren Fingerscheibe b und dreht diese im Sinne des Uhrzeigers bis zum Anschlag c; hierbei wird eine Feder gespannt. Läßt nun der Teilnehmer die Fingerscheibe wieder los, so dreht sich diese unter der Wirkung der gespannten Feder bis in die Ruhelage zurück. Bei diesem Rücklauf F l a d , A., Wähler, Relais, Nummernschalter.

10, 1929, 81 —92, 106—12.

Z. Fernmeldetechn.

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A b b . 814.

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A b b . 815.

inicht beim Aufziehen) der Fingerscheibe erfolgt eine Reihe von Stromstößen, deren Anzahl davon abhängt in welches Loch der Fingerscheibe bei derem Aufziehen (bis zum Anschlag) gegriffen wurde. Greift man beispielsweise in das Loch 5 und dreht die Scheibe bis zum Anschlag, so bewirkt der Nummernschalter beim Rücklauf der Fingerscheibe 5 Stromstöße. Greift man in das Loch 0, so bewirkt die Scheibe beim Rücklauf 10 Stromstöße usw. In Abb. 815 ist m i t a der Federantrieb mit Schneckenrad bezeichnet. Beim Drehen der Scheibe 6 (Abb. 814) wird die eingebaute Feder aufgezogen. Das Schneckenrad a (Abb. 815) wird beim Aufziehen durch die Feder b am Drehen verhindert. Beim Rücklauf der Scheibe dreht sich a im Sinne des Uhrzeigers und treibt die Schnecke d an. Auf der Schneckenradachse sitzt oben in der Kapsel c die Bremse, welche die Rücklaufgeschwindigkeit der Fingerscheibe regelt. Sobald die Fingerscheibe bei der Nummernwahl die Ruhestellung verläßt, werden durch

A b b . 816.

A b b . 817.

492 das Schließen des Doppelkontaktes g, f das Mikrofon und die Induktionsspule kurzgeschlossen, so daß der Sprechapparat durch die Stromimpulse nicht beeinflußt wird.*) Die Impulsabgabe wird dadurch bewirkt, daß eine auf der Schneckenachse sitzende halbkreisförmige Scheibe e (Impulsscheibe) aus Isoliermaterial beim Drehen der Schneckenwelle zwischen dem Kontakt h hindurchgleitet und dadurch kurze, aufeinanderfolgende Unterbrechungen der a-Ader bewirkt. Die Wirkungsweise ist durch Abb. 816 weiter erläutert. Das Schneckenrad 1 treibt die Schnecke 2 mit der halbkreisförmigen Isolierscheibe 3, die bei jeder Umdrehung den Kontakt 4 einmal unterbricht. (Siehe Pfeile, die die Bewegung der Scheibe andeuten.) Die Feder k, Abb. 815, ist an einem federbeeinflußten Verriegelungshebel i so befestigt und steht mit dem Gabel- oder Hakenumschalter derart in Verbindung, daß die Fingerscheibe durch den Verriegelungshebel erst nach Abheben des Mikrotelefons freigegeben wird. Diese Verriegelung ist nicht bei allen Fabrikaten vorgesehen. In der Weiterentwicklung entstand dann der in Abb. 817 in der Rückansicht gezeigte Nummernschalter. Geändert ist an diesem Nummernschalter der Aufbau der Bremse und die Anordnung der

Abb. 819.

Abb. 818.

Kontakte. Neuere Konstruktionen haben zu weiteren Vereinfachungen geführt, auf die hier nicht weiter eingegangen werden kann. Zum Aufbau auf Fernsprechgehäuse, insbesondere der Zentralumschalter, verwendet man auch den in Abb. 818 dargestellten Profilnummernschalter. Bei diesem Gerät ist das Schaltwerk eines gewöhnlichen Nummernschalters über Zahnrad und Zahnstange (Abb. 819) mit dem in Abb. 818 sichtbaren Zahlenbügel aus Preßstoff gekuppelt. Das Betätigen dieses Nummernschalters geschieht durch einen fast geradlinigen Zug des Zahlenbügels nach unten bis zum Anschlag des in ein Zahlenloch gesteckten Fingers. Die geraden und ungeraden Zahlen sind in zwei nebeneinander liegenden Zahlenreihen angeordnet. c)

Wähler.

Die in der Fernsprechtechnik mit Wählerbetrieb am meisten verwendeten Wählerarten sind die Drehwähler und die Hebdrehwähler. ») Siebe Abb. 7^3, K o n t a k t

nsa.

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Vorwähler und Anrufsucher (siehe weiter unten) sind die am häufigsten vorkommenden Formen von Drehwählern. Die Abb. 820 zeigt die typische Form eines 10teiligen Drehwählers mit vier dreiarmigen Bürstensätzen. Die K o n t a k t b a n k ist auf einem Kreisbogen von 120° angeordnet, dementsprechend sind auch die K o n t a k t a r m e der Kontaktbürsten um 120° versetzt. Der Anker des Wählermagneten trägt eine kräftige als Stoßklinke ausgebildete Blattfeder, die mit einem auf der

Abb. 820.

Abb. 821.

Wählerachse befestigten Steigrad zusammenarbeitet (im Bilde ganz rechts) derart, daß bei jedem Stromstoß auf den Wählermagneten die Kontaktbürstensätze u m einen Schritt (einen K o n t a k t ) vorwärts geschaltet werden. Nach einer Drehung von jeweils 120° wird immer eine Gruppe der K o n t a k t a r m e durch die nächste abgelöst. Die Drehwähler laufen nur in einer Richtung. In der Abb. 821 ist ein Drehwähler mit 25 Kontakten und zweiarmigen Bürstensätzen zu sehen. Man kann auf einem Halbkreis auch

Abb. 822.

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30 oder 50 Kontakte anordnen und erhält dadurch 30- bzw. 50 teilige Drehwähler. Die Kontaktarme sind an den Enden so gebaut, daß die als Kontaktfedern ausgebildeten Spitzen die Kontakte selbst von beiden Seiten berühren. Die Kontaktfedern sind geschlitzt, so daß jeweils vier Berührungsstellen vorhanden sind. Die Stromzuführung zu den Kontaktarmen geschieht über besondere Schleifbürsten, die durch die Kontaktarme hindurchgreifen. Die Bürsten schleifen auf Schleifringen, die auf der Achse" der Dreharme angebracht sind.

A b b . 823.

Die Drehwähler werden über die in den Abb. 820 und 821 sichtbaren kranzförmig angeordneten Lötösen verdrahtet. Die Abb. 822 zeigt eine Blankdraht Verdrahtung (3) von zehn kleinen Drehwählern, die in einem Rahmen aus Profileisen nebeneinander aufgebaut sind. Mit 1 ist das Verbindungskabel für Relais und Wählerarme bezeichnet, darunter ganz links liegt der Verteiler für ankommende Leitungen. In der oberen Reihe 2 liegen Widerstände, darunter die im Bild nicht sichtbaren Teilnehmerrelais. Die Abb. -, 805 zeigt den Wählerrahmen in der 1 • J Vorderansicht. Unter der Kappe 1 . .-. / sind die erwähnten Teilnehmerrelais untergebracht, 2 sind Sicherungen (AbIpil schmelzröllchen), 3 der bereits genannte Oreftmagner Verteiler. Die in dem Rahmen verwendeten Wähler sind 10 teilige Vorwähler neuester Bauart; siehe Abb. 838. Für größere Anschlußzahlen bzw. Wählerausgänge wird der Heb-DrehWähler verwendet. In Abb. 824 ist schematisch ein Heb-Drehwähler dargestellt, der es gestattet, einen Kontaktarm 0 , an den Abb. 824. eine Teilnehmerleitung l angeschlossen

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ist, durch Heben ' und Drehen der Welle W wahlweise mit einem beliebigen der 100 Teilnehmer, die an die Kontakte der K o n t a k t b a n k b angeschlossen sind, zu verbinden. — Die Numerierung der Kontakte bzw. der Teilnehmeranschlüsse geht aus Abb. 825 hervor. In dieser Abbildung sind die Kontakte durch waagerechte Striche (10 Reihen zu je 10 Kontakten) angedeutet. Die Kontaktreihen übereinander werden als D e k a d e n bezeichnet. — Die Klinke des Hubmagneten greift in die Zahnstange Z, die Klinke des Drehma„ 111?, gneten in das langgestreckte Zahnrad Z, der Welle W ein. Durch das einmalige Erregen des Hubmagneten wird die Welle W in die erste Dekade, durch zweimaliges in die zweite usw. und ^j^PffiPP* durch zehnmaliges Erregen in die zehnte (0) Dekade gehoben; beim Heben werden die Kontakte nicht berührt. Durch Erregen des breh, „-/s,, magneten wird die Welle W in gleicher Weise r in einer Dekade gedreht, wobei der Kontaktarm ^glnjg^ über die Kontakte der Zehnerreihen schleift. Will der an l (Abb. 824) angeschlossene Teilnehmer 01 02 03 9T'92 93 8f 82 83 IL IM. Ii 61_ 62 «3 51 52 53 if

«

04 94 84 I± 6* _

05 06 0? OS 09 00 95 96 5 7 ' _ _ _ 85 a« _ _ _ II ~~ ~ ~

I I I ' Z I I I I « -74 « f f f 17 18 13 10 Abb. 825.

Abb. f?26.

den Teilnehmer • Nummer 03 sprechen, so muß er die Welle seines Wählers erst in die zehnte Dekade (10 Schritte) durch zehnmaliges Erregen des Hubmagneten heben und darauf durch dreimaliges Erregen des Drehmagneten um 3 Schritte (Pfeilrichtung) drehen. Das Zurückführen des Wählers in die Ruhelage geschieht, sobald der Auslösemagnet erregt wird, durch die Rückstellfeder, die den Wählerarm aus der Kontaktreihe herausdreht, worauf der Wähler dann durch sein Gewicht in die Ruhestellung fällt. In Wirklichkeit hat ein solcher Heb-Drehwähler drei kreisförmig angeordnete Kontaktsätze (Abb. 826) und drei Kontaktarme: zwei für die a- und 6-Leitungen und den oberen für die c-Leitung. In der weiteren Entwicklung, die dahin zielte, den Heb-Drehwähler in den äußeren Abmessungen und im Gewicht zu verkleinern, weil dadurch auch die zum Aufbau der Wähler erforderlichen Rahmengestelle verkleinert werden können, entstand der sog. Viereckwähler1). ') S o r a « , A., Vergleich zwischen Strowger- u. Viereckwähler. Fernmeldetechn. 13, 1932, 167—72.

Z.

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Den Erfolg dieser Entwicklungsarbeit soll die Abb. 827 veranschaulichen. Das Bild zeigt links den bereits beschriebenen Heb-Drehwähler, auch nach dem Erfinder Strowger-Wähler genannt. In der Mitte ist

Abb. 827. der Viereckwähler aus dem J a h r e 1924 und rechts der Viereckwähler aus dem J a h r e 1927 abgebildet. Der mitfotografierte Zentimetermaßstab ges t a t t e t die Abmessungen der Rückführung durch Wähler zu vergleichen. Aber Feder nicht nur Raumersparnisse sind Abb. 828. durch diese Neugestaltungen erzielt worden, sondern die neuen Wähler arbeiten auch schneller, sie sind im R a h m e n leicht auswechselbar und leicht einstellbar. Wie aus den Abbildungen des Viereckwählers zu ersehen, befinden sich die Heb- und Drehelektromagnete nicht oberhalb des Kontaktfeldes, sondern neben diesem. In der Abb. 828 ist für den Strowger-Wähler Str und für den Viereckwähler Vier jeweils schematisch die Bahn gezeichnet, die die Kontaktbürsten beim Einstellen und bei der Zurückführung in die Ruhelage beschreiben. Beim Strowger-Wähler kehren die Bürsten auf demselben Wege zurück, auf dem sie eingestellt wurden. Beim Viereckwähler hingegen werden die K o n t a k t a r m e zwecks Rückführung in die Ruhelage zunächst weiter durchgedreht, dann fallen die Arme an der anderen Seite der K o n t a k t b a n k herunter und werden aus dieser Lage dann mittels Federkraft in die Ausgangsstellung gebracht. Die Arme beschreiben jedesmal ein Viereck von gleicher Breite Drehen

Drehen Durchdrehen

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aber unterschiedlicher Höhe, je n a c h d e m in welche D e k a d e die Arme gehoben wurden. Der Viereckwähler h a t keinen besonderen Auslösemagneten.

Abb. 829. I n der Abb. 829 ist die Ansicht des Viereckwählers m i t der dreiteiligen K o n t a k t b a n k 1 dargestellt. Die K o n t a k t b a n k b e s t e h t aus drei Feldern (a, b, c) m i t je 110 K o n t a k t e n (je 10 übereinander liegende Reihen zu 11 K o n t a k t e n , von denen 10 zum Vielfachfeld gehören;

Abb. 830. der 11. K o n t a k t d i e n t zur Steuerung. Mit 2 sind die K o n t a k t a r m e bezeichnet. Der rechts liegende Wählerbock t r ä g t die beiden Elektrom a g n e t e u n d die zum H e b e n und D r e h e n erforderlichen Schaltglieder. Aus der Abb. 830 ist zu ersehen, wie zweckmäßig die Einzelteile der Viereckwähler i m Wählerbock a u f g e b a u t sind. Alle Teile sind G o e t s c h , Taschenbuch 9. 33

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z u g ä n g l i c h u n d k l a r zu ü b e r b l i c k e n , t r o t z der g e d r ä n g t e n A n o r d n u n g . 1 ist der H e b m a g n e t , 2 der D r e h m a g n e t , 3 die K o n t a k t welle m i t d e n A r m e n 4. Die Viereckwähler w e r d e n n i c h t , wie die S t r o w g e r - W ä h l e r n e b e r e i n a n d e r , sond e r n ü b e r e i n a n d e r ( A b b . 831j a m A u f b a u r a h m e n b e f e s t i g t . Die R a h m e n m i t d e n gleichfalls neben den W ä h l e r n a n g e o r d n e t e n zugehörigen Relaissätzen werden d a n n s e n k r e c h t n e b e n e i n a n d e r a n d e n Gestellen angebracht.

d) A-, B-, X - S c h a l t u n g m i t Drehwählern. I n Abb. 832 ist eine vollständigere S c h a l t u n g einer W ä h l e r - F e r n s p r e c h a n l a g e m i t D r e h w ä h l e r n f ü r drei Teilnehmeranschlüsse gezeichnet. Von d e n Teilnehmerstellen N j , N3 f ü h r e Doppelleitungen o, b a n je einen Relaissatz in der Zentrale, m i t dessen Hilfe der Teilnehmer seinen W ä h l e r s t e u e r t ; a u ß e r d e m ist jeder Teiln e h m e r d u r c h die L e i t u n g e n qlt qt\ q2, q3, qe m i t den Vielfachleitungen V,, Vi; '72über R u h e k o n t a k t e des P - R e l a i s v e r b u n d e n . N e b e n der Doppell e i t u n g wird hierauch die E r d r ü c k l e i t u n g zur Relaissteuerung herangezoeen. Bei der N u m m e r n w a h l m i t Hilfe des N u m m e r n s c h a l t e r s werden vom Teilnehmer zwei K o n t a k t e b e t ä t i g t : der S t r o m s t o ß k o n t a k t Ta u n d der S t e u e r k o n t a k t Tb. Sobald z. B. Teilnehmer iV, seinen H ö r e r a b h e b t , werden in der Z e n t r a l e die drei R e l a i s A, B X (das Relais X h a t zwei jggo? -SS W i c k l u n g e n ) erregt ü b e r B a t t e r i e , Xv A, a, Ta Sprechapparat, Hakenumschalter 11 ' Ilh, Tb. b, B X.,, B a t t e r i e . K o n t a k t e alt Abb. 831. \ z, werden g e ö f f n e t , K o n t a k t ^ wird geschlossen. D r e h t n u n der Teilnehmer seine N u m m e r n s c h e i b e in der P f e i l r i c h t u n g , i n d e m er den Finger z. B. in Loch 3 steckt, so wird der S t r o m k r e i s d u r c h den K o n t a k t Ta d r e i m a l u n t e r b r o c h e n und d a s -Relais d r e i m a l stromlos. B u n d X h a l t e n sich über E r d e , Ta, Hh, Tb, b, B, X2, Batterie, E r d e . D a s dreimalige Stromloswerden u n d Wiederanziehen von A h a t ein dreimaliges E r r e g e n des W ä h l e r e l e k t r o m a g n e t e n H zur Folge, u n d zwar ü b e r -)-, H, a,, x2, —. D e r E l e k t r o m a g n e t H d r e h t u n t e r V e r m i t t l u n g der Klinke HK u n d des Z a h n r a d e s z die Welle W m i t d e n K o n t a k t a r m e n Oi.O2.O3 u m drei S c h r i t t e ,

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4-Plätze und .B-Plätze. Eine dritte Gruppe bilden die Vorschalteschränke, an denen die Verbindungen nach dem Fernamt (Fernleitungen) hergestellt werden. Sämtliche Anruforgane und Abfrageklinken der Teilnehmer befinden sich an den ^.-Plätzen. Die -Beamtin kann jedoch keine Verbindung mit dem gewünschten Teilnehmer herstellen, da an den A-Plätzen kein Vielfachfeld vorhanden ist. Die Herstellung der Verbindungen mit einem Teilnehmer desselben oder eines anderen Amtes gestaltet sich vollkommen gleich. An Hand der schematischen Darstellung in Abb. 908 sei dieser Vorgang kurz beschrieben. Iund II seien zwei Ämter in einer Ortschaft..^ undA 2 sindA-Plätze, 5 , und JB2 sind .B-Plätze. An den ^-Plätzen eines jeden Ortsamtes endigen die Teilnehmeranschlüsse auf Abfrageklinken Kl. An Stelle der Vielfachklinken sind Parallelklinken vorgesehen, von denen je eine Verbindungsleitung zu einem Stöpsel St eines .B-Platzes führt, und zwar zu einem -B-Platz des eigenen Amtes, sowie zu den B-Plätzen aller mit diesem Amt über Verbindungsleitungen zu erreichenden übrigen Ämter. Neben den üblichen Schnurpaaren und Sprechumschaltern sind auf der Tischplatte der vi-Plätze Diensttasten DT vorgesehen, die über eine Dienstleitung DL unmittelbar an den Kopffernhörer eines B-Platzes eines anderen sowie des eigenen Amtes führen. Hat eine Beamtin am A-Platz, Amt I, einen Anruf entgegengenommen, und wird eine Verbindung mit einem Teilnehmer im Ämte II verlangt, so drückt die ^-Beamtin eine Diensttaste DT2 und verbindet hierdurch ihre Abfragegarnitur über die Dienstleitung DL10 unmittel-

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bar mit der Abfragegarnitur KF3 einer .B-Beamtin in dem Amt, an welches der gewünschte Teilnehmer angeschlossen ist (II). Die A• Beamtin teilt hierauf der .B-Beamtin die Nummer des gewünschten Teilnehmers mit, während die B-Beamtin die Nummer der Verbindungsleitung, über die die Verbindung hergestellt werden kann, nennt (z. B. VL). Der .B-Beamtin steht ein Vielfachfeld mit sämtlichen Anschlüssen ihres Amtes zur Verfügung. Nachdem nun die B-Beamtin geprüft hat,

Bi

A,

ob der gewünschte Teilnehmer frei ist, steckt sie den Stöpsel (Stä) dieser Verbindungsleitung VL in die Vielfachklinke des gewünschten Teilnehmers ihres Amtes, den sie dann wie üblich durch Umlegen ihres Sprechumscüalters anruft. Der Sprechstromkreis verläuft somit vom anrufenden Teilnehmer zur Abfrageklinke am 4-Platz, von hier über das Schnurpaar (Sek) zu einer Parallelklinke einer Verbindungsleitung ( F i ) , über diese Verbindungsleitung zum Verbindungsstöpsel (St 3 ) am .B-Platz und über diesen Stöpsel und Vielfachklinke (w) zum angerufenen Teilnehmer. Dienstleitungen, z. B. DL3, DLi führen nach weiteren Ämtern, desgl. die Verbindungsleitungen VLa, VLt.

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Das soeben im Prinzip beschriebene System zum Herstellen der Fernsprechverbindungen über zwei Ortsämter wird als System mit Dienstleitungsverkehr bezeichnet. Etwas abweichend hiervon ist das sog. Anrufsystem, bei dem aber auch der Verkehr von den 4-Plätzen — immer in einer Richtung — nach den .B-Plätzen geht. Während beim bereits -beschriebenen Dienstleitungssystem der anrufende Teilnehmer beim Anruf seinem Amt (das Amt an das er angeschlossen ist) sofort das gewünschte Amt und die Nummer nennt, teilt er beim Anrufsystem der Beamtin des 4-Platzes seines Amtes zunächst nur das gewünschte Amt mit, wird dann sofort mit diesem über eine Verbindungsleitung verbunden und gibt der .B-Beamtin dieses zweiten Amtes die gewünschte Nummer an. Durch die schematische Darstellung in Abb. 909 soll der Anrufbetrieb bei einer Teilnehmerverbindung über VI

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